Обобщение загуба определение фактори в местната хидравличното съпротивление

Определяне на фактори загуба в местната хидравличното съпротивление

Локално хидравлично съпротивление се наричат ​​къси участъци на тръби или канали в която промяната в скоростта по величина или посока на, или по сила и посока в същото време.

Загубите на налягане (енергия) в местната хидравличното съпротивление и се наричат ​​местните загуби, причинени от един и същи начин, както и дължината и загубата, работата на силите на триене. Местна съпротива са части от тръбопровода, където има рязка промяна на движение и флуидни сили на триене са разпределени в потока, преминаващ през местната съпротива, много неравномерно. Тъй като дължината на местно съпротивление обикновено е много малък в сравнение с общата дължина на тръбопровода, загубите на налягане за преодоляване на силите на триене в себе местно резистентност ниски, но поради характеристиките на триене на структурата на потока води до големи загуби на местните съпротивления. Преминаващ през местно съпротивление, поток деформира възникне скорост пулсация и налягане вихров зона са оформени с обратни потоци поради поток отделяне от стените на канал. При тези процеси на смесване и образуване вихрови прекарва част от общата енергия на потока, който се превръща в топлина и разсейва в околното пространство.

Бернули уравнение написани за двете секции на вискозна течност поток се движи в съответствие с местните съпротивления като цяло (конвенционален нотация) има формата:

- общата стойност на изгубеното натиска върху раздела за сетълмент, състояща се от загуба на триене по тръбопровод (загубата пътуване) и загубата на местните съпротивления, т.е.

За всеки тип местно устойчивост загуба глава може да се определи като част от динамичното налягане с формула Weisbach:

където - безразмерен коефициент на специфичното съпротивление на местно ниво; V - средна скорост на потока.

Ако средната скорост на потока на входа на местната съпротивление и след това не остава постоянна, например, поради разширение или свиване канал, загубата на налягане обикновено се определя от главата на скоростта на местно резистентност.

Големината на коефициента на местна устойчивост на турбулентен поток се взема пропорционална на главата скорост. което е знак за това, че местната съпротива в този режим на потока поради, най-вече, разделени поток, се определя от вида на местната съпротива и не зависят от броя на Рейнолдс. Обикновено местни коефициенти устойчивост се определя експериментално и са представени в референтните учебници и в графики и емпирична формула [1, 2, 3].

Влиянието на силите на триене, устойчиви на местната ламинарен поток не може да бъде пренебрегната, така че загуби на напор за преодоляване местната съпротива в този случай е сумата на загубата от триене и образуване на вихрови и се изписва така:

където - загубата на налягане, за да се преодолее силите на триене са равни:

,

установи, лечение с формула (4), която е пропорционална на вискозитета и скоростта;

- загуба на налягане в разделянето на потока и образуването вихрови в местната съпротивление пропорционална на квадрата на скоростта, т.е..:

където А и В - безразмерните константи, които зависят от формата и размера на локалната резистентност. От сравнението на формули (2) и (6) виждаме, че

т.е. Коефициент на съпротивление на местно ниво в режима на ламинарен поток зависи от броя на Рейнолдс # 950; М = е (Re), и неговата стойност намалява с увеличаване на Re. където загубата на налягане с увеличаване на числото на Рейнолдс се увеличава, тъй като фактор загуба триенето се намалява пропорционално на скоростта на първа степен и загуби се променят пропорционално скорост глава (виж екв. 6). Помислете за основните видове местната съпротива.

Внезапната разширяване на потока.

Този тип местната съпротива се случва с внезапна промяна в диаметър на тръбопровода от най-малкия до най-големия. Моделът на потока на внезапното разширение е показано на фиг. 1.

Потокът с параметри p1, V1, движещи се по инерция в напречното сечение 1-1 сваля вътрешната ъглов ръб и образува струя. Поради надлъжни фрикционни сили, действащи върху страничната повърхност на струята, неговото разширяване възниква преди пълното запълване на по-голям диаметър на тръбата секцията 2-2 инча Между секции 1-1 и 2-2 има поток отделяне от стените на канал, а в пръстеновидното пространство, образуван между транзит струя завихрящата зона и стената. Тази зона може да има асиметрична форма и не е стабилен, тъй като транзит струя от тях, периодично заловен отделни големи вихри, които се извършват от потока надолу по веригата. Тези вихри постоянно разделени в основния поток и упадъка, а новите се вихри, се формират в зоната за разделяне. По този начин, внезапно разширяване на енергията, изразходвана в образуването на вихър зона, поддържане на въртеливо движение в него, увличане от зона вихър разделяне и тяхното място на разцепване за разширяване на струята.

Потокът стабилизира на дължина, равна на приблизително десет пъти диаметъра на тръбата.

Когато внезапно разширение за турбулентен поток пада на налягането определя достатъчно точно от теоретичния формула Борда - Карно:

За кръгло сечение на тръбопровода, като се вземат предвид уравнение за непрекъснатост

С формула (8) могат да бъдат представени като:

Загуба може да се определи и скоростта през входа през внезапното разширение:

Внезапно ограничаване на потока.

Потока модел по време на внезапна стесняване на потока е показано на фиг. 2 и 3.

Фиг. 3 тънкостенни тръби с по-малък диаметър се вмъква вътре в по-голям диаметър тръба. Такава местната съпротива, наречена най-рязкото свиване.

Когато внезапно загуби стеснението се дължат, от една страна, триенето на потока на входа на тръбата по-малък диаметър, и второ, загубата на образуването на вихър. Последно поради факта, че частиците на течност движат по извити пътища, сили, насочени към оста на струя. Преместването под действието на тези сили, частиците не текат около ъгъла на течност вход, и разочарован с това, което води до стесняване на потока в по-малък диаметър на тръбата част. Пръстеновидното пространство, образувано от сгъстен поток и стените на тръбата, е изпълнен с разклащане течност.

За да се изчисли коефициента на съпротивление при внезапно стесняване предложен емпирична формула [2]:

В най-драматичен стесняване (фиг. 3) сила на натиск струя се увеличава в резултат на намаляване на радиуса на кривината на траекториите на частици поток в тръбата, която води до по-високи загуби. Формула (13), тези ефекти не са взети под внимание.

Наречен дифузьор постепенно разширяване от по-малките към по-големия диаметър на тръбата част (фиг. 4).

Потокът на течността в дифузора се придружава от намаляване на скоростта и увеличаване на налягането и следователно, превръщането на кинетичната енергия в енергия налягане.

Основните характеристики на дифузера са:

отваряне ъгъл (разширяване) # 945 ;;

;

дифузьор дължина LD;

Загубите в дифузьора се дължи на факта, че течните частици близо до стените, чиито спирачки по-силни и да се движат по-бавно от централната и процеса на преобразуване на енергията се съпровожда с повишаване на неравномерност на полета на скоростта в участъците на дифузор. Течните слоеве съседни стени имат толкова ниска кинетична енергия, която е на известно разстояние от входа на дифузьора, те не са в състояние да преодолеят повишено налягане. частици течност се спират и дори започват да се движат към главния поток. Обратното движение (брояч) причинява основната разделяне на потока от стената и образуването на вихър зона. Интензивността на тези явления се увеличава с увеличаване на разтвор ъгъл дифузор, и заедно с това нараства образуването на вихър и загуба в него. В по-големи ъгли на разтвора, последвано от периодично транзитна зона поток вихър увличане докато форма на отсрещната стена (фиг. 4).

В допълнение, на дифузьора има загуби и триене по нейната дължина.

По този начин, загубата на дифузьора състои от загубите от триене, загуби, дължащи се на образуването на вихър зона, поддържане на въртеливо движение в него, увличане на вихри и образуването на вихър на нови области.

Пълна загуба на налягане в дифузора обикновено се разглежда като сумата от два компонента:

където - загуба на налягане поради триене;

- главата загуби на разширение (образуването на вихър) на.

Формата на два компонента може да бъде представен и на драг коефициента на дифузера:

Стойностите на коефициенти и са на разположение в справочна литература или могат да се определят по следната формула:

където # 955; - хидравличен коефициент на триене, определя от параметрите на входа на дифузьора.

където К - коефициент на конични дифузори за к = 1

Converger наречена гладко заострена канал точка (фиг. 5).

На течности в Конвергиращи придружени от увеличение на скоростта и спад на налягането. Тъй като налягането в началото на сближаване на тръбата е по-голяма, отколкото в края, причините за появата на образуването на вихър и щанда не.

Основните характеристики са converger:

;

converger дължина ЛК;

При достатъчно големи ъгли, ограничението (# 945;> 10 °) степен на свиване (п> 3) на входа по-малък диаметър поток цилиндрична тръба може да се отдели от стените (фигура 5.) И в този случай съотношението съпротивление converger, представено с две условия:

при което - местно коефициент резистентност converger;

- коефициент на триене.

Коляно (фиг. 6) се нарича внезапно своя канал без закръгляване или закръгляване, чийто радиус на вътрешните и външните стени е същото.

Крановете (фиг. 7) е огъната тръбна секция, където (с равни входните и изходните секции) на кривината на вътрешните и външните стени са дъги на концентрични кръгове. Извитите тръбите и каналите, потокът поради нарушаването има центробежната сила насочено от центъра на кривината на външната стена на тръбата. Това води до повишаване на налягането върху външните стени и по-ниско налягане във вътрешността и причинява нееднородност на скоростта по протежение на напречното сечение на извитата част.

На външната стена, повишаване на налягането се появява дифузьор ефект. Когато това разделяне на потока се появява на двете стени. Разделяне от външната стена е следствие на ефекта на дифузьор. Отделянето от вътрешната стена на аспирационния поток се причинява да се движат в извита част на външната стена на инертност.

Тъй потоци течност по протежение на извит канал за всички частици в посока на радиуса на кривината на центробежната сила, пропорционална на квадрата на периферна скорост сечение вихър двойка се образува (фиг. 7). В резултат на прибавяне на въртеливо и постъпателно движение на извитата част се движи течни две винтови резби.

Основната част от загубите на главата в завои и завоите, причинени от разделяне на потока от вътрешната стена и завихрящата двойка. загуба на триене по дължината на извитата част дължини записва разклонения, включени в общата дължина на тръбопровода. Коефициентите извита тръбопроводни секции устойчивост определя от графиките и таблиците и емпирична формула [2, 3].

В експерименталната определяне на коефициентите на местна устойчивост в тръбопровода с местната съпротивление изчислява две секции: входа и изхода на местната съпротивление. От уравнение на Бернули (1), при условие, че. определя от пада на налягането:

Ако областта на секции поток преди и след местно устойчивост на същите и тръбопроводът е разположен хоризонтално (Фигура 8.), след това; И хидравлични загуби са равни на разликата в секциите на хидравлични глава 1 и 2.

коефициент местно устойчивост определя от Weisbach формула (2):

С този метод на определяне на загубите в местни съпротивления не са разпределени загубата от триене и местната част от загубите, т.е. , Трябва да се има предвид, че когато изчислените загуби определяне на общото главата в процес на подготовка, обхващащи няколко последователно определени местната съпротива, просто сумиране на техните загуби (т.нар загуба принцип суперпозиция) дава точни резултати, ако съпротивата раздалечени на разстояние по-голямо от дължината на взаимното влияние което е 30 ... 40 диаметъра на тръбата.

Експерименталната настройка е показана на Фиг. 9. Водата от главния контейнер се подава в хоризонтална линия с набор от местната резистентност:

отвор плоча 7,

внезапно разширяване 8,

внезапно свиване 9,

изход (коляно) 11,

изход (ъгъл) 12.

вода резервоар налягане непрекъснато се захранва от подаването на вода през вентил 1 и успокояващ меша 3. Излишък вода от резервоара през преливната тръба предпазител 4. За да се следи температурата на водата в резервоара е термометър 2. поток вода се регулира от местната устойчивост клапан 13. След експерименталната парцел Вода слива в мерителен резервоар 14 на изхода на която има клапан 15.

Устройството е снабдено с щит пиезометричната 6 за измерване на налягането във всички наблюдавани напречни сечения, както е показано на фиг. 8

1. Basta TM и др. хидравлика, хидравлични машини и хидравлични задвижвания. - М. машиностроене, 1984, 424c.

2. Idelchik IE Наръчник на хидравличното съпротивление. - М. машиностроене, 1975 - 559s.

3. Laboratory цех на хидравлика, хидравлични машини и хидравлични устройства / Ed. Vilner YM - Минск: High School, 1980 - 224p.

4. лаборатория на хидравлика курс на хидравлични помпи и / Ed. Rudnev SS и LG Podvidza - М. машиностроене, 1974 - 415s.

Благодаря, помогна! Починете си, студент се забавляваме: Виктор група, наречена Viem защото лекциите на учителя, когато той обикновено спеше в нагло седеше на първия ред на таблици, съученици казаха: ". Него Повдигнете завинаги" Между другото, анекдот е взета от chatanekdotov.ru