Общие формулы для определения потерь напора

Все потери напора (и местные, и по длине) выражаются в общем виде по формуле Вейсбаха (1.68) т.е. через скоростной напор. Коэффициент потерь £ показывает долю скоростного напора, затрачиваемого на преодоление данного сопротивления. Если определяются местные потери напора, то в формуле (1.68) коэффициент ζ записывается с индексом «м» (местная потеря на­пора): (1.69) где ζм - коэффициент сопротивления для данного местного сопротив­ления. При равномерном движении жидкости потери напора по длине также могут быть выражены формулой: (1.70) где ζдл – коэффициент потерь по длина: V – средняя скорость потока. Коэффициент сопротивления по длине выражается в виде (1.71) где λ - коэффициент сопротивления трения по длине (коэффициент Дарси); l - длина рассматриваемого участка; R - гидравлический радиус. Если рассматривать напорное движение в трубах круглого попе­речного сечения диаметром d, то, так как 4R= d, (1.72) Окончательно формулы для потерь напора по длине имеют вид (формула Дарси-Вейсбаха): (1.73) и для круглых труб (1.74) Коэффициенты ζ и λ - величины безразмерные.

Ламинарный режим течения жидкости.

от лат. lamina - пластинка) - упорядоченный режим течения вязкой жидкости (или газа), характеризующийся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости. Условия, при к-рых может происходить устойчивое, т. е. не нарушающееся от случайных возмущений, Л. т., зависят от значения безразмерного Рейнольдса числа Re. Для каждого вида течения существует такое число R е _Кр, наз. нижним критич. числом Рейнольдса, что при любом Re<Re _кp Л. т. является устойчивым и практически осуществляется; значение R е _кр обычно определяется экспериментально. При R е>R е _кр, принимая особые меры для предотвращения случайных возмущений, можно тоже получить Л. т., но оно не будет устойчивым и, когда возникнут возмущения, перейдёт внеупорядоченное турбулентное течение. Теоретически Л. т. изучаются с помощью Навье - Стокса уравнений движения вязкой жидкости.

Практически устойчивое Л. т. может иметь место или при сравнительно медленном течении достаточно вязкой жидкости или в очень тонких (капиллярных) трубках.

При Л. т. в неограниченно длинной трубе скорость в любом сечении трубы изменяется по закону - (1 - -r²/ а²), где а - радиус трубы, r - расстояние от оси, - осевая (численно максимальная) скорость течения; соответствующий параболич. профиль скоростей показан на рис. а.

Распределение скоростей по сечению трубы: а - при ламинарном течении; б - при турбулентном течении.

Турбулентный режим течения жидкости.

наряду с поступательным движением всей жидкости, наблюдается беспорядочное движение отдельных ее частиц. Та­кое движение жидкости, сопровождающееся интенсивным поперечным перемешиванием молей, называется турбулентным режимом движения жидкости.

- если Re > Re_кр= 2320 - режим турбулентный.