Дәріс ескерту zhttn 2308 «Жылу техникасының теориялық негіздері» пәні ZhTZhN 12 «Жылу техникасы және жобалау негіздері» модулі 6В07108 «Жылу энергетикасы»
жүктеу/скачать 2,81 Mb.
|
лекции
- Бұл бет үшін навигация:
- Тақырып 6. Құбырлардағы жергілікті қысымның жоғалуы
| СӨЖ бақылау сұрақтары:
1. Ұзындық бойындағы үйкеліс шығыны неге тең? 2. Өлшемсіз коэффициент дегеніміз не ? 3. λ коэффициенті дегеніміз не? 4. Қысым шығындары қалай анықталады ? Тақырып 6. Құбырлардағы жергілікті қысымның жоғалуы Жергілікті қысымның жоғалуы ағынның тарылуы мен кеңеюіне, сұйықтық қозғалысы бағытының өзгеруіне, ағынды біріктіруге және бөлуге байланысты арматурадағы, арматурадағы және жабдықтағы кедергілерден туындайды . Сыртқы сумен жабдықтау желілерінде жергілікті қарсылықты жеңу үшін шығындар әдетте 10-15% -дан аспайды, ішкі желілерде - ұзындығы бойынша қысымның жоғалуы 30%. Дегенмен, инженерлік желілердің кейбір түрлерінде жергілікті қысымның жоғалуы айтарлықтай мәнге жетуі мүмкін: мысалы, ғимараттардың жылу жүйелерінде - 40% дейін, желдету жүйелерінің ауа арналарында және пневматикалық көлікте - қысым жоғалтуларының 60-70% дейін. ұзындығы бойынша. формулаға сәйкес жергілікті кедергіге тікелей жақын жылдамдық басының көбейтіндісі ретінде анықталады. . Жеке жағдайларды қоспағанда, жергілікті қарсылық коэффициенттерін анықтаудың жалпы теориясы жоқ. Сондықтан жергілікті қарсылық коэффициенттері, әдетте, эмпирикалық түрде табылады . Құбырлардың әртүрлі элементтері үшін олардың мәндері техникалық анықтамалықтарда келтірілген. Кейде жергілікті кедергілер түзу құбыр учаскесінің эквивалентті ұзындығы бойынша көрсетіледі . Эквивалентті ұзындық - берілген диаметрдегі құбырдың түзу бөлігінің осындай ұзындығы, онда берілген ағын өткенде, қарастырылатын жергілікті шығындарға тең болатын бас шығыны. Дарси-Вейсбах формулаларын теңестірсек, бізде бар , Біз алып жатырмыз , немесе . кенеттен ұзарту ағын . Бұл жағдай теориялық негіздеуге мүмкіндік береді. Тәжірибелер нәтижесінде тар құбырдан ағып жатқан сұйықтық ағыны кең құбырдың барлық көлденең қимасын бірден толтырмайтыны анықталды; ол қабырғалардан үзіліп, кеңейетін ағын түрінде әрі қарай жылжиды . Ағын мен құбыр қабырғалары арасындағы сақиналы кеңістікте сұйықтық құйынды құрайды. Құбырдың кеңеюінен белгілі бір қашықтықта l , ағын қайтадан бүкіл бөлікті толтырады. 1-1 және 2-2 секциялар арасындағы сұйықтың құйынды қозғалыстарының нәтижесінде сақиналы кеңістікте ағын мен сұйықтық арасында тұрақты алмасу жүреді. Осы құбылыстардың нәтижесінде механикалық энергияның жылу энергиясына ауысуы орын алады, бұл қысымның жоғалуының себебі болып табылады. Көлденең осі бар құбырдың кенеттен кеңеюін қарастырайық . кенеттен кеңейту салдарынан бас жоғалту болып табылады . 1-1 және 2-2 секциялар арасындағы сұйықтық бөліміне импульс теңдеуін қолдану арқылы қысым айырмасын табамыз . t уақытында сұйық массасы 1-1 және 2-2 учаскелері арқылы өтеді , оның импульсі 1-1 бөлімінде жылдамдық , ал 2-2 бөлімінде - , өйткені , содан кейін өзгереді. ағып жатқан массаның импульсі болады . (а) Импульстің бұл өзгерісі қысым күштерінің импульсіне тең. Бұл күштер келесідей: қысым болатын 1-1 бөлімінде қысым күші ағынға қарай бағытталған және тең (қысым көлденең қабырғаға да әсер етеді деп есептеледі). 2-2 бөліміндегі қысым күші ағынға қарсы бағытталған және оған тең . Бұл күштердің t уақытындағы толық импульсі тең . (б) Импульс теоремасына сәйкес (a) және (b) өрнектерін теңестіреміз. Демек, бөлу және бөлу және белгілерді өзгертуден кейін біз аламыз , бері . (b) теңдігінің оң жағын (а) өрнегіне қойып, им ием , немесе ақырында , яғни кенеттен кеңеюден болатын бас жоғалту жоғалған жылдамдықтан жылдамдық басына тең. (106) теңдеу Борда формуласы деп аталады. Теңдеуден жергілікті кедергі коэффициентінің мәнін анықтау үшін жақшалардан аламыз , немесе . Үздіксіздік теңдеуінен тірі қималардың аудандары арқылы жылдамдықтарды ауыстыра отырып , біз аламыз . . Мән бойынша алынған (107) және (108) теңдеулер тәжірибелермен жақсы сәйкес келеді. (108) теңдеу суретте график түрінде берілген. Құбырды біртіндеп кеңейту. Технологияда біркелкі кеңейетін құбыр - диффузор (сурет) кеңінен қолданылады. Сұйықтық диффузор арқылы ағып жатқанда, кенеттен кеңеюге қарағанда әлдеқайда аз. Диффузор қабырғаларының жанында да бұрылыстар пайда болады. Құбырдың конустық бұрышы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым құйынды пайда болады және сәйкесінше, бас жоғалту соғұрлым көп болады. Бұл жағдайда ұзындығы бойынша жоғалтуларды елемеуге болмайды. Осылайша, диффузордағы қысымның жоғалуы кеңею мен ұзындықтағы үйкеліске байланысты жоғалтулардың қосындысына тең. . Кеңейту басының шығынын конустық бұрышқа байланысты жұмсарту коэффициенті деп аталатын Ксм түзету коэффициентін енгізу арқылы формула бойынша табуға болады. . Бұл жағдайда жергілікті қарсылық коэффициенті формуламен анықталады ; кезінде Ксм-ді -ге тең қабылдауға болады , ал Ксм коэффициентінің мәні келесідей болғанда :
Ұзындық бойынша үйкеліс әсерінен қысымның жоғалуы формула бойынша анықталады , Осылайша, диффузор үшін жергілікті кедергінің жалпы коэффициенті тең . Диффузордағы ең аз бас жоғалту оның 5-тен 10 ° аралығындағы кеңею бұрышымен алынады. Құбырдың бірте-бірте тарылуы. Құбырлардың бірте-бірте тарылатын учаскелері (шатастырушылар) тәжірибеде де кеңінен қолданылады. Көлденең қиманың бірте-бірте тарылуымен құбыр бойындағы жылдамдық артады, ал қысым төмендейді. Бұл жағдайда ағынды қабырғалардан бөлу тек конфузордан құбырдың цилиндрлік бөлігіне шығу кезінде ғана мүмкін болады. Сондықтан бірдей гидравликалық сипаттамалар мен өлшемдермен шатастырушыдағы жергілікті кедергі диффузорға қарағанда аз. Шатастырушыдағы ысыраптар да ұзындығы бойынша бірте-бірте тарылу мен үйкеліске байланысты жоғалтулар сомасына тең. . Ұзындық бойынша бас жоғалту формула бойынша анықталуы мүмкін. Таралудағы қысымның жоғалуы кезінде айтарлықтай болады және оларды формула бойынша анықтауға болады , қайда . Мұнда , кенет тарылу кезіндегі жергілікті кедергі коэффициенті; Ксуз - конустық бұрышқа байланысты тегіс тарылтуды ескере отырып, жұмсарту коэффициенті . Құрылымдық режимдегі жылдамдықтардың таралу графигі суретте көрсетілген . 37. Ағынның көлденең қимасы бойынша жылдамдықтарды анықтау үшін теориялық тұрғыдан келесі формула алынды , құбырдың басындағы және аяғындағы қысым айырмашылығы қайда ; сұйықтықтың абсолютті тұтқырлығы болып табылады; - құбырдың ұзындығы; - құбырдың радиусы; - құбырдың осінен сұйық қабатқа дейінгі қашықтық, ол үшін жылдамдық анықталады; бастапқы ығысу кернеуі болып табылады. Секцияның өзегіндегі жылдамдықты анықтау үшін , содан кейін алу керек . Сұйықтық ағынының жылдамдығы теориялық түрде алынған Букингем формуласымен анықталады . қолданылатын қысым айырмашылығы қайда ; теңдеуімен анықталатын қозғалыстың басына сәйкес қысым айырмасы болып табылады . Аномальды (ньютондық емес) сұйықтықтардың қозғалысы кезінде бас жоғалтуды Дарси-Вейсбах теңдеуі (84) бойынша анықтауға болады, бұл Б.С.Филатов зерттеулерімен расталады. Әдетте, қозғалыс режимі турбулентті болып табылады және мәні 0,017-ден 0,025-ке дейінгі аралықта қабылданады, ал неғұрлым көп болса, ерітінді концентрациясы соғұрлым аз болады. Жер жұмыстары өндірісінде гидромеханизация әдісі кеңінен қолданылды. Топырақ су ағынымен эрозияға ұшырайды, экспедитормен сорылады және құбырлар арқылы үйіндіге немесе топырақ жуылатын жерге тасымалданады. Судың ұнтақталған топырақпен қоспасы пульпа немесе шлам деп аталады, ал пульпа айдалатын құбырлар пульпа желілері деп аталады. Кейбір жеткілікті төмен жылдамдықта топырақ бөлшектері шөгіп, құбырды тұндыра бастайды. Бұл жылдамдық критикалық деп аталады. Суы бар құбырлар үшін жоғарыда келтірілген әдеттегі гидравликалық формулалар суспензия құбырларына қолданылмайды. Шлам құбырларының гидравликалық есебі критикалық жылдамдықтар мен қысым жоғалтуларын анықтаудан тұрады. Проф. А.П.Юфин келесі эмпирикалық формулаларды ұсынды. Критикалық жылдамдық үшін: а) диаметрі дейін құбыр өткізгіштерде200 мм ; б) диаметрі артық құбыржолдарда200 мм , мұндағы d - құбырдың диаметрі, м; – қатты бөлшектердің орташа диаметрі, мм; натурал логарифмдердің негізі болып табылады ; целлюлозаның меншікті салмағы болып табылады; судың меншікті салмағы болып табылады; ; - «гидравликалық нәзіктік» деп аталатын , яғни тыныш судағы бөлшектердің құлау жылдамдығы. Бас жоғалту үшін: а) критикалық жылдамдықта ; б) критикалық мәннен жоғары жылдамдықпен , құбырдың ұзындығы қайда ; - ауырлық күшінің үдеуі; - бірдей шығында таза судың қозғалысы кезінде құбырдағы қысымның жоғалуы; – пульпаның критикалық жылдамдықпен қозғалысы кезінде қысымның жоғалуы; . Қалған белгілер бірдей. жүктеу/скачать 2,81 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|