частин. Трубчасті водоміри можуть бути горизонтальними і вертикальними. p> Для визначення витрати рідини розглянемо ртутний діфманометр витратоміра Вентурі.
Запишемо рівняння нерозривності для перерізів 1-1 і 2-2:
Q1 = Q2, отже 1 В· S1 = 2 В· S2 (5)
З отриманого рівності висловимо швидкість V2:
2 = 1 В· S1/S2 (6)
Запишемо рівняння Бернуллі для двох перерізів 1-1 і 2-2:
(7)
де z1 і z2 - відстані від перерізів А-А - і В-В відповідно до деякої довільно обраної горизонтальній площині; р-тиску в перетинах А-А і В-В відповідно; ПЃ-щільність циркулюючої рідини; g-прискорення вільного падіння; - швидкість течії рідини в перетинах А-А і В-В відповідно; О±-сили Коріоліса, які враховують нерівномірність розподілу швидкостей в перерізах А-А і В-В відповідно; Hа-В - втрати напору на ділянках між обраними перерізами. Виберемо вісь трубопроводу за початок відліку, тоді z1 = z2 = 0, т.к трубопровід горизонтален. Припустимо, що по трубопроводу тече ідеальна рідина. Тоді втрати напору Hа-В = 0.
О±1 = О±2 = 1.
Теоретичний витрата буде менше, т.к існують втрати напору. Врахуємо це за допомогою поправочного коефіцієнта, який називається коефіцієнтом витрати Ој.
(8)
З урахуванням всіх перетворень:
(9)
У підсумку маємо:
(10)
Q == 0,005 м Ві/с
Варіант
Значення Q, м 3 /с
13
0,005
4.1.2 Визначення втрат напору
Визначення величини втрат напору при русі реальних рідин є одним з основних завдань практичної гідравліки. При русі реальної рідини енергія руху (напір) рідини буде спадати по напрямку руху. Причиною цього є витрати енергії на подолання опорів руху, зумовлені внутрішнім тертям у в'язкій рідині. У гідравліці розрізняють два основних види опорів:
1 . Втрати напору по довжині , тобто опору, які проявляються по всій довжині потоку , зумовлені силами тертя частинок рідини один про одного і про стінки, обмежують потік. Це лінійні втрати. Вони визначаються за формулою Дарсі-Вейсбаха:
(11)
де - довжина труби (або ділянки труби) на якому визначаються втрати напору "; - діаметр труби; - середня швидкість в трубі; О» = О» (Re, О”/ d ) - коефіцієнт гідравлічного опору тертя. Коефіцієнт гідравлічного опору тертя (О») залежить від двох безрозмірних параметрів Rе - числа Рейнольдса і О”/ d - відносної шорсткості труби. Число Рейнольдса визначається за формулою:
(12)
де Ој - динамічна в'язкість рідини (Па В· с); - кінематична в'язкість рідини (м ВІ/с). Для визначення коефіцієнта гідравлічного опору тертя існують багато різних формул. Зручно користуватися наступними формулами. Для ламінарного режиму руху:
В
О» = 64/ Rе , Rе <2000 Г· 2320. br/>
Для турбулентного режиму руху (формула Альтшуля):
О» = 0,11 (68/ Rе + О”/ d) , Rе > 2000 Г· 2320
2. Місцеві втрати напору , так звані місцеві опори , зумовлені різного роду перешкодами, що встановлюються в потоці (засувка, кран, коліно), що приводять до змін у величині або напрямку швидкості течії рідини. Втрати напору на місцевих опорах визначаються за формулою
(м) (13)
де - середня швидкість руху рідини;
- коефіцієнт місцевого опору.
Втрата напору на місцевому опорі може визначатися як по швидкості до місцевого опору, так і за швидкістю після місцевого опору. Так як швидкості за величиною можуть бути різними, то в цих випадках для одного і того ж місцевого опору будуть різні значення. Прийнято визначати втрати напору за швидкістю після місцевого опору. Виняток становить розширення трубопроводу (вихід потоку з труби в бак), де втрати визначаються по швидкості до місцевого опору.
Для визначення втрат напору по цій роботі будемо враховувати як втрати напору по довжині трубопроводу, так і місцеві опори.
В
Hа-В = hд + hм (м) (14)
де hд - втрати напору по довжині трубопроводу (м);
hм - втрати напору від місцевих опорів.
а) Спочатку визначимо hм - втрати напору від місцевих опорів. Для цього складемо всі місцеві опори на даній ділянці:
В
hм = hкор + hкол + hзад
де hкор - Втрати напору на коробці всмоктуючої лінії;
hкол - Втрати напору на коліні всмоктуючої лінії;
hзад - Втрати напору на засувці всмоктуючої лін...
