1. Предмет и методология гидравлики Курс "Гидравлика" включает в себя несколько самостоятельных дис- циплин, которые объединяет такое понятие, как гидравлические и пневмати- ческие системы
жүктеу/скачать 0,71 Mb.
|
Гидр лек
| r2 r1
2 L . (35) Равномерное турбулентное движение жидкости в трубах. Отличительным признаком турбулентных потоков является дополни- тельное (к основному движению в направлении оси потока) пульсационное перемещение частиц жидкости по всем направлениям. Эта особенность обу- славливает их существенное отличие от ламинарных потоков как в отноше-
нии закона распределения местных скоростей по сечению, так и связанного с ним закона сопротивления (вида расчетных формул для потери напора). Рассмотрим сначала вопрос о распределении местных скоростей. Предварительно уточним само понятие местной скорости. Мгновенное зна- чение скорости в данной точке турбулентного потока имеет три составляю- щих: ux, uy, uz (ось х совпадает с осью потока). Осреднённые за конечный промежуток времени значения пульсаций скорости uy и uz равны нулю, по- скольку в поперечном направлении переносное движение жидкости отсутст- вует. Напротив, осреднённая по времени составляющая ux не равна нулю. Она как раз и представляет местную скорость в данной точке сечения. В дальнейшем будем ее обозначать как и при ламинарном режиме u. На закон распределения местных скоростей по сечению турбулентного потока существенное влияние оказывают поперечные пульсационные пере- мещения частиц жидкости. Частицы жидкости с большей местной скоростью перемещаются в зону меньших местных скоростей, тем самым увеличивают местную скорость на периферии потока. И наоборот, частицы из зоны малых скоростей, попадая в зону больших местных скоростей, тормозят поток в центре трубы. Происходит заметное выравнивание местных скоростей по се- чению потока. В результате, эпюра местных скоростей при турбулентном движении резко отличается от эпюры при ламинарном (рис. 32). Рис. 32. Эпюры местных скоростей в сечении трубы С распределением местных скоростей по сечению связана величина поправочного коэффициента Кориолиса в уравнении Бернулли. Мы уже знаем, что у ламинарных потоков = 2. Что касается турбулентных потоков, то диапазон возможных значений коэффициента имеет следующие грани- цы: 1 < < 1.12 Большее значение соответствуют числу Re = 3000. В практике гидравличе- ских расчетов чаще всего приходится иметь дело с турбулентными потоками, у которых число Рейнольдса значительно превышает 3000. Поэтому при практических расчетах потерь напора при турбулентном режиме принимают = 1.
Расчет потери напора в равномерном турбулентном потоке. Хотя для ламинарного режима движения жидкости имеется теоретиче- ская зависимость (31) расчет потерь напора по длине трубопровода для обоих режимов движения принято проводить по формуле Дарси–Вейсбаха. Зависимость Дарси–Вейсбаха может быть получена в частности из теоретической зависимости для потерь по длине при ламинарном режиме -
hL 32 L V . Умножим числитель и знаменатель на 2V и определенным об- g d 2 64 L V 2 V d разом сгруппируем, получим hL V d d . Так как 2g Re , то 64 L V 2 64 hL Re d Вейсбаха: . Заменив
на λ, окончательно получаем формулу Дарси– жүктеу/скачать 0,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|