йсний ухил в даному перетині, треба скористатися записом в диференціальної формі:
? =Dh/dl
Але так як повний запас енергії Е убуває вниз за течією (тоді як втрачений напір h зростає), то і отже, гідравлічний ухил можна визначити так:
Гідравлічний ухил завжди позитивний (? gt; 0), так як при dl gt; 0 завжди dh gt; 0, a d Е lt; 0. Збільшення питомої енергії Е можливо лише тоді, коли в даний потік ззовні буде надходити додаткова енергія (наприклад, якщо на даному водоводі встановлений насос, що приводиться в рух тим або іншим двигуном).
Аналогічно можна ввести поняття і про ухил пьезометрические. Середній п'єзометричний ухил тоді визначиться з формулою
Якщо (z 1 + p 1 /? g) gt; (z 2 + p 2 /? g), то середній п'єзометричний ухил буде позитивним. Але (z 1 + p 1 /? G) може бути менше (z 2 + p 2 /? G). У такому випадку п'єзометричний ухил буде негативним (що можливо при розширенні потоку, наприклад, в дифузорі). Не виключено також, що п'єзометричний ухил може виявитися рівним нулю.
Дійсний п'єзометричний ухил в даному перетині, подібно гідравлічному ухилу, визначається за формулою
Величини z 1 і z 2 являють собою перевищення над площиною порівняння 0-0 точок відповідних живих перетинів; величини p 1 /? g і p 2 /? g - пьезометрические висоти для цих точок.
Питання №5
Що викликає втрати напору в потоках реальної рідини? Які види втрат вам відомі і як вони розраховуються?
Рішення багатьох практичних завдань гідравліки зводиться до визначення втрат напору при русі перекачується по трубопроводах рідини. Втрати напору рухається потоку викликаються опорами двох видів:
опір по довжині, зумовленими тертям рідини об стінки труби і шарів рідини один від одного;
Місцевими опорами, зумовленими зміною швидкості потоку за величиною і напрямком.
Загальну величину втрат напору h для ділянки трубопроводу, укладеного між двома перетинами, визначаємо, використовуючи рівняння Бернуллі:
h=z 1 - z 2 + (p 1 - p 2) /? g + (№ 1 2 -? 2 2)/2 g.
Отже, для визначення h досить виміряти різниці геометричних відміток z 1 - z 2, показань пьезометров (p 1 - p 2) /? g і швидкісних напорів (№ 1 2 -? 2 2)/2 g у зазначених перетинах потоку. При рівномірному русі в горизонтальній трубі z=const,? =Const) втрати напору визначають за формулою
h=(p 1 - p 2) /? g=?? /? g,
т.е. втрати напору знаходять по різниці показань пьезометров в перетинах трубопроводах.
При усталеному русі рідини втрати напору залежать від фізичних властивостей рідини, швидкості течії, розмірів трубопроводу і шорсткості стінок труби. Ця залежність може бути виражена формулою Дарсі-Вейсбаха, що дозволяє розрахувати втрати напору по довжині і застосовної як при ламінарному, так і при турбулентному режимі:
де h?- Втрати напору по довжині трубопроводу;
?- Коефіцієнт гідравлічного тертя;
?, d - довжина і внутрішній діаметр труби;
?- Середня швидкість течії;- Прискорення сили тяжіння.
З формули випливає, що втрати напору на тертя по довжині прямо пропорційні, тобто зростають зі збільшенням швидкості течії і довжини трубопроводу і обернено пропорційні діаметру труби.
Висловимо у формулі середню швидкість через витрата, виходячи з умови нерозривності потоку:
? =Q /?
Позначаючи A=8?/? 2 g d 5, отримаємо
h? =A? Q 2
Величину А у формулі називають питомим опором, воно визначає втрати напору, що припадають на 1 м трубопроводу при одиничному витраті і має розмірність з 2/м 6.
Опір по всій довжині? трубопроводу складе
S=A?
Тоді формула для визначення втрат напору по довжині прийме вигляд: h? =SQ 2.
При? lt; 1.2 м/с у формули (2) і (3) необхідно ввести поправочний коефіцієнт К п, величина якого залежить від середньої швидкості руху води в трубі.
h? =К п A? Q 2=К п SQ 2
Місцеві втрати напору залежать від швидкості руху рідини, геометричних розмірів і форми місцевих опорів і визначаються за формулою Вейсбаха:
h м =? ? 2/2 g
Де?- Коефіцієнт місцевого опору, віднес...
