Справочник от Автор24
Гидравлика

Конспект лекции
«Гидростатика и гидродинамика»

Справочник / Лекторий Справочник / Лекционные и методические материалы по гидравлике / Гидростатика и гидродинамика

Выбери формат для чтения

pptx

Конспект лекции по дисциплине «Гидростатика и гидродинамика», pptx

Файл загружается

Файл загружается

Благодарим за ожидание, осталось немного.

Конспект лекции по дисциплине «Гидростатика и гидродинамика». pptx

txt

Конспект лекции по дисциплине «Гидростатика и гидродинамика», текстовый формат

Гидростатика и гидродинамика Караченцева Яна Марсельевна ст. преподаватель кафедры Строительства, теплоэнергетики и транспорта Мурманского Государственного Технического Университета [email protected] Введение Гидравлика – наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей. Гидравлика разрабатывает методы применения этих законов для решения различных прикладных задач. Главнейшие области применения гидравлики – гидротехника, водное хозяйство, гидроэнергетика, водоснабжение и канализация, водный транспорт, машиностроение, авиация и т.д. Гидравлика делится на два раздела: гидростатика и гидродинамика. Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практическое применение. Гидродинамика - раздел гидравлики, в котором изучаются законы движения жидкости и ее взаимодействие с неподвижными и подвижными поверхностями. Введение Жидкостью в гидравлике называют физическое тело, способное изменять свою форму при воздействии на нее сколь угодно малых сил. Жидкости занимают промежуточное положение между газами и твердыми телами. Общее свойство жидкостей и твердых тел - малосжимаемость, общее свойство жидкостей и газов текучесть. В гидравлике жидкость рассматривают как сплошную среду, непрерывно заполняющую пространство. Различают два вида жидкостей: жидкости капельные и жидкости газообразные. Физические свойства жидкости 1) Плотность жидкости Плотность характеризует распределение массы жидкости по объему. Плотность равна отношению массы жидкости к ее объему. ρ = m/V, кг/м³ Плотность жидкостей и газов зависит от температуры и давления. 2) Удельны й вес жидкости определяют как отношение веса жидкости к ее объему: γ = G/V, Н/м³ γ = ρg 3) Сжимаемость жидкости Сжимаемость – это свойство жидкостей изменять объем при изменении давления; характеризуется коэффициентом объемного сжатия βV. Коэффициент объемного сжатия показывает относительное изменение объема жидкости при изменении давления на единицу (на 1 Па): βV = - ΔV/(VΔp) , 1/Па Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, - модуль упругости жидкости: Ео = 1/βV , Па Физические свойства жидкости 4) Температурное расширение Температурное расширение – это свойство жидкостей изменять объем при изменении температуры, которое характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения. Температурный коэффициент объемного расширения показывает относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на 1ºС: βt = ΔV/(VΔt), 1/ºС 5) Вязкость Вязкость – это свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее слоев. Вязкость характеризуется коэффициентами вязкости, коэффициентом динамической вязкости µ и коэффициентом кинематической вязкости ν. Эти коэффициенты связаны следующей зависимостью: ν = µ/ρ Коэффициент кинематической вязкости измеряется в м2/с. Идеальной жидкостью называют жидкость, которая не сопротивляется касательным напряжениям (не вязкая). Физические свойства жидкости 6) Поверхностное натяжение По поверхности жидкости распределены силы, препятствующие растяжению поверхности и действующие по касательным к поверхности направлениям. Это силы поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения - σ, Н/м. Поверхностное натяжение представляет собой удельную, отнесенную к единице площади, свободную поверхностную энергию, которой обладают молекулы поверхностного слоя, или силу поверхностного натяжения, отнесенную к единице длины на свободной поверхности и действующую тангенциально по этой поверхности. Задача. Стальной барабан подвергается гидравлическому испытанию созданием избыточного давления 1,96 МПа. Определить, какое количество воды ΔV дополнительно к первоначальному объему при атмосферном давлении необходимо подать насосом в барабан, если его геометрическая емкость равна 10 м3. Коэффициент сжимаемости воды принять равным 4,35·10-10 м2/Н. Силы , действую щие в жидкости Силы, действующие в жидкости можно разделить на две группы: массовые (объемные) и поверхностные. Массовы е силы – силы, действующие на каждую частицу жидкости. К ним относятся: сила тяжести, силы инерции (кориолисова сила инерции, сила инерции), электромагнитные силы. Поверхностны е силы – силы, действующие на каждый элемент поверхностей, ограничивающих жидкость, и на каждый элемент поверхностей, проведенных произвольно внутри жидкости. К ним относятся нормальные к поверхности силы давления и касательные к поверхности силы трения. ГИДРОСТАТИКА Гидростатическое давление В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Существование гидростатического давления обусловлено действием на жидкость силы тяжести. Если уменьшать площадку S до очень малых размеров, то отношение ΔF/ΔS дает величину гидростатического давления в точке Среднее давление: р = F/S Гидростатическое давление обладает свойствами. Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости. Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях. Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве. ГИДРОСТАТИКА Основное уравнение гидростатики Определим зависимость давления от глубины погружения. Рассмотрим в покоящейся жидкости вертикальный цилиндр высотой h, являющийся частью всего объема и состоящий из жидкости, верх которого совпадает со свободной поверхностью жидкости, а горизонтальная площадь оснований равна S. Цилиндр находится в равновесии: Fx + Fy + Fz= 0. Силы, действующие на цилиндр: 1) р0S 2) G = ρghS 3) рS -р0S - ρghS + рS = 0 р0S + ρghS - рS = 0 р0 + ρgh = р Полное давление p в любой точке покоящейся жидкости складывается из давления на ее свободной поверхности и давления ρgh, созданного за счет столба жидкости высотой h. ГИДРОСТАТИКА Виды давлений Различают следующие виды давления: - барометрическое (атмосферное), - абсолютное, - избыточное, - вакуумметрическое. Барометрическое (атмосферное) давление зависит от высоты места над уровнем моря и от состояния погоды. Избы точное давление (манометрическое) – избыточное по сравнению с атмосферным. Вакуумметрическое давление (давление разрежения) – недостаток величины данного давления до атмосферного. Абсолютны м (полным) давлением р называется давление, определяемое по формуле: pабс = pат + pизб pабс = pат - pвак Приборы для измерения давления: -манометры, -вакуумметры, -барометры. ГИДРОСТАТИКА Закон Паскаля Из основного уравнения гидростатики: р = р0 + ρgh следует, что при изменении давления на поверхности на величину Δp0 давление во всех точках данного объема изменится на то же значение Δp0 . Таким образом, жидкость обладает свойством передавать давление. Это свойство выражает закон Паскаля: всякое изменение давления в какой-либо точке покоящейся жидкости, не нарушаю щее ее равновесия, передается в остальны е ее точки без изменения. На использовании закона Паскаля основано устройство многих гидравлических машин. Гидравлический пресс Гидравлический пресс создает посредством жидкости усилие, способное произвести на коротком пути большую работу. Давление на малый поршень: р = Р2/w2, где Р2 – сила давления на него. Давление большого поршня: р = Р1/w1, где Р1 – сила давления поршня. Р2/w2 = Р1/w1 Р1 = Р2w1/w2 ГИДРОСТАТИКА Эпю ры давлений Эпю ра давления - графическое изображение изменения гидростатического давления вдоль стенки в зависимости от глубины. Давление является функцией точки (глубины) и поэтому в каждой точке стенки может быть построен вектор, изображающий давление. Согласно зависимости: р = р0 + ρgh возможно построить эпюру избыточного pизб давления: ризб = ρgh Правила построения эпю р: 1) Избыточное давление на свободной поверхности равно нулю. 2) Избыточное давление на глубине - ρgh. 3) Характер изменения давления – линейный. 4) Давление направлено перпендикулярно стенке. 5) Если жидкость находится с двух сторон от стенки, эпюры также строятся с двух сторон и складываются с учетом знака. ГИДРОСТАТИКА Давление жидкости на поверхности На плоскую поверхность: Сила давления на плоскую поверхность определяется по формуле: F = ·hс·, где hс - глубина погружения центра тяжести площади фигуры;  - площадь фигуры. Точка, в которой приложена равнодействующая гидростатического давления жидкости на плоскую площадку, называется центром давления. ГИДРОСТАТИКА Давление жидкости на поверхности На криволинейную поверхность: Сила давления на криволинейную поверхность определяется аналогично: F = ·hс·, где hс - глубина погружения центра тяжести площади фигуры;  - площадь фигуры. Равнодействующая сила давления складывается из горизонтальной и вертикальной составляющей: Р  Р 2 г  Р 2 в ГИДРОСТАТИКА Формы свободной поверхности жидкости Поверхность, во всех точках которой давление одинаково, называется поверхностью равного давления. Свободная поверхность жидкости – граница раздела жидкой и газообразной среды. Также является поверхностью равного давления. Дифференциальное уравнение поверхности равного давления: Хdx + Ydy + Zdz = 0 Частны е случаи: 1) На жидкость действует только сила тяжести (абсолютный покой жидкости): Х=0 Y=0 Z = -g Подставляем: -gdz = 0 z = const ГИДРОСТАТИКА Формы свободной поверхности жидкости 2) На жидкость действует сила тяжести и сила инерции( относительный покой): Х = -а Y=0 Z = -g Подставляем: -adx-gdz = 0 ax+gz = const 3) На жидкость действует сила тяжести и центробежная сила ( относительный покой): Х = w2x Y = w2y Z = -g Подставляем: w2dx + w2dy - gdz = 0 ГИДРОДИНАМИКА Основны е понятия Живы м сечением ω (м²) называют площадь поперечного сечения потока, перпендикулярную к направлению течения. Смоченны й периметр χ - часть периметра живого сечения, ограниченное твердыми стенками. Средняя скорость потока υ - скорость движения жидкости, определяющаяся отношением расхода жидкости Q к площади живого сечения ω: v = Q/w Линия тока (применяется при неустановившемся движении) - это кривая, в каждой точке которой вектор скорости в данный момент времени направлены по касательной. Трубка тока - трубчатая поверхность, образуемая линиями тока с бесконечно малым поперечным сечением. Часть потока, заключенная внутри трубки тока называется элементарной струйкой. ГИДРОДИНАМИКА Виды движения жидкости Установившимся (стационарны м) движением называется такое, при котором скорость течения и все остальные параметры потока (давление, плотность и т.д.) не изменяются с течением времени (истечение жидкости из емкости при постоянном напоре, движение воды в канале при постоянном уровне воды). Неустановившимся (нестационарны м) движением жидкости называется такое, при котором в каждой точке скорость течения и все остальные параметры потока изменяются со временем (движение воды в реке при изменении уровня в ней (в паводок), истечение через отверстие в резервуаре при его опорожнении). Равномерны м движением называется такое, при котором распределение основных параметров (скоростей и т.д.) по сечению не изменяется вдоль потока. Неравномерны м движением называется такое, при котором распределение основных параметров (скоростей, давлений и т.д.) по сечению изменяется вдоль потока (течение в сужающейся или в расширяющейся трубах). В зависимости от природы действующих сил и общих условий движения, различают напорные и безнапорные потоки. Напорны м движением называется такое, которое происходит под действием давления, обычно больше атмосферного, сообщаемого каким-либо внешним источником (насосом, напорным резервуаром). Безнапорны м движением называется такое, при котором жидкость перемещается под действием силы тяжести; оно характеризуется наличием у потока свободной поверхности. ГИДРОДИНАМИКА Уравнение неразры вности Представим установившийся поток жидкости в напорном или открытом канале и выберем произвольно два сечения 1-1 и 2-2. Допустим, что через сечение 1 за каждую единицу времени протекает масса жидкости M, тогда необходимо принять, что за ту же единицу времени через сечение 2 будет протекать точно такая же масса М жидкости. Массу М можно представить как произведение объема жидкости, проходящей через любое сечение за единицу времени на ее плотность. Обозначим объем жидкости, прошедшей через поперечное сечение потока за единицу времени Q, тогда: M = Q·ρ = const Если жидкость несжимаема и плотность постоянна, то следует постоянство объёмного расхода: Q = const ГИДРОДИНАМИКА Уравнение Бернулли для идеальной жидкости Рассмотрим установившееся течение элементарной струйки идеальной жидкости, на которую действуют только силы тяжести. Выберем два сечения 1-1 и 2-2 и произвольную горизонтальную поверхность 0-0. Будем считать, что существуют скорости v1 и v2, действует давление р1 и р2, центры тяжестей сечений располагаются на высоте z1 и z2. С геометрической точки зрения: z - высота положения (геометрический напор) - расстояние от центра тяжести живого сечения до плоскости сравнения 0-0; р/(ρg) - пьезометрическая высота - высота такого столба жидкости, который у своего основания создает давление р, равное давлению в рассматриваемом сечении; v2/(2g) - скоростной напор - высота, с которой должно упасть тело массой m =1 кг, чтобы в конце пути приобрести скорость v. z + р/(ρg) - гидростатический напор; z + р/(ρg) + v2/(2g) - гидродинамический или полный напор. С энергетической точки зрения: z - удельная (отнесенная к единице веса) энергия положения жидкости в рассматриваемом сечении; p/(ρg) - удельная энергия давления; v2/(2g) - удельная кинетическая энергия; z + p/(ρg) - удельная потенциальная энергия; z + р/(ρg) + v2/(2g) - полная удельная энергия жидкости. ГИДРОДИНАМИКА Уравнение Бернулли для реальной жидкости hпот – потери напора (энергии) на трение и местные сопротивления, α - коэффициент Кориолиса Пьезометрический уклон – наклон пьезометрической линии к горизонту. Гидравлический уклон – наклон напорной линии к горизонту. ГИДРОДИНАМИКА Режимы течения жидкости Движение вязкой жидкости в отношении взаимных перемещений отдельных ее частиц характеризуется двумя режимами: ламинарным и турбулентным. Ламинарны м называется слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсации скорости и давления. При ламинарном течении жидкости в прямой трубе постоянного сечения все линии тока направлены параллельно оси трубы, при этом отсутствуют поперечные перемещения частиц жидкости. Турбулентны м называется течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости с пульсациями скоростей и давлений. Наряду с основным продольным перемещением жидкости наблюдаются поперечные перемещения и вращательные движения отдельных объемов жидкости. Переход от ламинарного режима к турбулентному наблюдается при определенной скорости движения жидкости. Эта скорость называется критической. ГИДРОДИНАМИКА Число Рейнольдса Число Рейнольдса, характеризующее переход от одного режима к другому, называется критическим и обозначается через Reкр. Опыты показали, что существует два критических значения числа Re: нижнее и верхнее. Если число Рейнольдса меньше его нижнего критического значения: Re < Reн.кр., то возможен только ламинарный режим движения. Если число Re находится в диапазоне между нижним и верхним критическими значениями, т.е.: Reн.кр.< Re < Reв.кр., возможны оба режима движения в зависимости от шероховатости, а также от направления изменения режима потока (от ламинарного к турбулентному или наоборот). Если Re > Reв.кр., возможен только турбулентный режим. Нижнее критическое число Рейнольдса при течении в круглой трубе принимается равным 2320 и именно оно служит критерием при определении режима. Полагают, что при Re < 2320 режим ламинарный, а при Re > 2320 режим турбулентный. Задача. Какой режим движения воды будет наблюдаться в трубе d = 2 см при t = 15 0С (ν = 0,0114 см2/с), если средняя скорость v = 8 см/с? В качестве дополнительного задания найти критическую скорость, при которой произойдет смена режима движения. ГИДРОДИНАМИКА Ламинарны й режим При ламинарном движении жидкости в цилиндрической трубе распределение скоростей по сечению имеет вид параболы и схематически изображается телескопическим: у стенок трубы скорости равны нулю, а при удалении плавно возрастают и достигают максимального значения на оси трубы. ГИДРОДИНАМИКА Турбулентны й режим Турбулентные течения значительно сложнее ламинарных. Хаотичность турбулентного движения с кинематической точки зрения означает, что скорость движения в отдельных точках пространства непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению. Скорость в данной точке турбулентного потока, измеренную в данный момент времени, называют мгновенной. ГИДРОДИНАМИКА Потери энергии при движении жидкости Сопротивления, возникающие при движении жидкости, называются гидравлическими сопротивлениями. На их преодоление тратится некоторая часть удельной энергии движущейся жидкости, которую называют потерей удельной энергии, или потерей напора. Все гидравлические сопротивления разделяются на два вида: - сопротивления по длине потока или линейные, - местные сопротивления. Гидравлические линейны е сопротивления обусловливаются действием сил трения. В чистом виде эти потери возникают в прямых трубах постоянного сечения, т.е. при равномерном движении, и возрастают пропорционально длине трубы. Этот вид трения имеет место не только в шероховатых, но и в гладких трубах. Местны е гидравлические сопротивления обусловливаются местными препятствиями потоку жидкости – в виде изгиба трубы, внезапного сужения или расширения русла, при обтекании клапанов, решеток, диафрагм, кранов, которые деформируют обтекающий их поток. При протекании жидкости через местные сопротивления ее скорость изменяется, и обычно возникают вихри, т.е. движение неравномерное. ГИДРОДИНАМИКА Потери напора по длине График Никурадзе Определяются формулой Дарси-Вейсбаха: I зона - ламинарный режим: Re < 2300 В этой зоне весь поток сплошь является ламинарным. Выступы шероховатости плавно обтекаются потоком, и поэтому их высота не оказывает заметного влияния на коэффициент λ, λ = f (Re). II зона – переходный режим: 2320 < Re < 4000 Зона небольшая, λ = f (Re) III, IV, V – турбулентный режим III зона – зона гидравлически гладких труб (к технически гладким трубам относятся стеклянные, цельнотянутые из цветных металлов, высококачественные стальные трубы, трубы из различных полимеров). IV зона – зона доквадратичного сопротивления. V зона – зона квадратичного сопротивления. ГИДРОДИНАМИКА Потери напора по длине По мере возрастания Re толщина ламинарного подслоя быстро уменьшается и становится близкой к высоте выступов шероховатости. Последние при этом начинают выступать за пределы ламинарного подслоя и, вызывая дополнительные вихреобразования в потоке, начинают сказываться на величине гидравлического сопротивления, увеличивая турбулентность потока (область неполной шероховатости). При больших значениях Re толщина ламинарного подслоя становится настолько малой, что выступы шероховатости почти полностью оказываются в турбулентном ядре потока (область гидравлически шероховатых труб). Обтекание выступов происходит с интенсивным отрывом вихрей, которые попадают в центральную часть потока и усиливают турбулентность. При этом влияние сил вязкости на гидравлическое сопротивление становится весьма малым, а основную роль играют инерционные силы. Гидравлически гладкие трубы Гидравлически шероховатые трубы ГИДРОДИНАМИКА Потери напора по длине Задача. На сколько изменится коэффициент гидравлического трения круглого трубопровода, если в процессе эксплуатации шероховатость увеличится от 0,01 до 0,2 мм? Диаметр трубопровода d = 100 мм, средняя скорость потока 3 м/с, кинематическая вязкость 1,14·10-10 м2/с. ГИДРОДИНАМИКА Местны е потери Местными гидравлическими сопротивлениями называются технические устройства, которые устанавливаются на трубопроводах или каналах и вызывают изменение площади или ориентации живого сечения потока. К ним относятся: запорно-регулирующая арматура (краны, вентили, задвижки), регулирующие клапаны, соединение трубопроводов разных диаметров (диффузоры, конфузоры, внезапное расширение, внезапное сужение), диафрагмы, повороты труб (отводы, колена) и другие. В зависимости от факторов, вызывающих потери напора, в местных сопротивлениях различают потери трения и вихревые потери. Потери на трение вызываются торможением потока стенками, которое приводит к неравномерному распределению скоростей по сечениям потока и к появлению напряжений трения между смещающимися струйками жидкости. ГИДРОДИНАМИКА Местны е потери Внезапное сужение: Внезапное расширение: Теорема Борда: потеря напора при внезапном расширении потока равна скоростному напору, определенному по разности скоростей. Вход в трубу: без закругления кромки входного отверстия ζ = 0,5 при плавном входе (в зависимости от плавности) = 0,5 – 0,1 если труба вдвинута внутрь резервуара (в зависимости от длины вдвинутой части), ζ = 0,75 – 1,0 ГИДРОДИНАМИКА Общие потери энергии Общие потери напора при движении жидкости будут равны сумме потерь напора на трение, вызванных гидравлическими сопротивлениями по длине потока и потерь напора на местные сопротивления, т. е.: hобщ = hдл + hм ГИДРОДИНАМИКА Истечение через отверстия и насадки Характеризуется отношением части периметра без сжатия ко всему периметру отверстия. Полное сжатие струи, в свою очередь, делится на совершенное и несовершенное: а)совершенное сжатие наблюдается тогда, когда расстояние от любой стороны контура отверстия до направляющей стенки резервуара будет не меньше тройного поперечного размера отверстия, расположенного вдоль измеряемого расстояния б)несовершенное сжатие наблюдается при более близком расположении отверстия к направляющим стенкам, когда неравенства не соблюдаются. Истечение характеризуется коэффициентом сжатия, скорости, расхода. ГИДРОДИНАМИКА Истечение через насадки Цилиндрические насадки: внешние и внутренние. Для внутреннего насадка расход жидкости несколько меньше, чем для внешнего. Это объясняется большими потерями напора в местном сопротивлении в связи с худшими условиями подхода жидкости к насадку. Отверстия в толстой стенке фактически являются цилиндрическим насадком. Конические насадки: сходящиеся и расходящиеся. Сходящиеся насадки применяются при необходимости получить высокие скорости истечения жидкости (сопла турбин, пожарные наконечники). Расходящиеся насадки применяются для уменьшения скорости истечения жидкости (в дождевальных аппаратах, трубах под насыпями). Коноидальны е насадки (сопла) выполняются по форме вытекающей струи. Потери напора в насадке будут минимальными, а расход жидкости – максимальным. ГИДРОДИНАМИКА Гидравлический удар В напорном трубопроводе при внезапном изменении скорости движения жидкости (мгновенная остановка или начало движения) возникает гидравлический удар, сопровождающийся резким повышением или понижением давления. Например, при почти мгновенной остановке движения жидкости ее кинетическая энергия переходит в потенциальную и давление резко повышается, в результате жидкость оказывается сжатой, а стенки трубы - растянутыми. Гидравлическим ударом называется изменение давления в трубопроводе, вызванное резким изменением скорости движения жидкости во времени. Возникающее добавочное давление внутри трубопровода может привести к разрыву стыковых соединений, арматуры, стенки трубопровода. ГИДРОДИНАМИКА Гидравлический удар Величину превышения давления Δр можно определить по формуле Жуковского: Скорость распространения ударной волны с зависит от рода жидкости, материала, диаметра и толщины стенок трубы и может быть найдена по формуле где ρ – плотность жидкости; Е0 – модуль упругости жидкости; d - внутренний диаметр трубы; Е – модуль упругости материала стенок трубы; δ – толщина стенок трубы. Различают полный и неполный гидроудар. Полный гидроудар предполагает полную остановку жидкости, а при неполном происходит ее торможение до скорости V1. Гидроудар называют прямым, если фаза гидравлического удара t0 = 2l/c меньше времени закрытия трубопровода: t0 < tзак. Если t0 > tзак, то удар непрямой. Δp = ρV0с - полный Δp = ρ(V0 – V1)с - неполный ГИДРОДИНАМИКА Противоударны е мероприятия •увеличение времени закрытия трубопровода, что приводит к непрямому гидроудару; •снижение скорости движения жидкости (при заданном расходе это означает применение трубы большего диаметра); •уменьшение длины участка трубопровода до перекрывающего устройства, что позволяет перейти к непрямому удару; •установка вблизи задвижки устройства, сбивающего пик давления (предохранительного клапана, гидравлического аккумулятора и т.п.). Иногда идут другим путем – вместо снижения уровня ударных давлений просто повышают прочность трубопровода. Эффективны также воздушные колпаки; в момент повышения давления жидкость входит в колпак и сжимает находящийся в нём воздух, на это тратится энергия и поэтому работа по растяжению труб и давление уменьшаются. ГИДРОДИНАМИКА Кавитация На участках многих местных сопротивлений скорости потока резко возрастают, в результате чего давление уменьшается. Если давление становится ниже давления насыщенных паров жидкости, возникает кавитация. Источником кавитации являются пузырьки газа и пара, которые выделяются в сечении с пониженным давлением. Попадая в сечение с нормальным давлением, пузырьки мгновенно исчезают под действием повышенного давления. В месте исчезновения пузырьков давление резко увеличивается, повышается температура. Кавитация неблагоприятно отражается на работе оборудования, т.к. возникает вибрация, шум, эрозия металла. Кавитационные свойства местных сопротивлений оцениваются по критическому значению числа кавитации. где – давление насыщенных паров жидкости. Значение чикла кавитации для различных видов местных сопротивлений определяется экспериментально и приводится в справочниках. Предельно допустимая скорость в трубопроводе перед местным сопротивлением определяют по формуле: Для проверочного гидравлического расчета трубопровода на бескавитационную работу необходимо, чтобы выполнялось условие: Спасибо за внимание!

Рекомендованные лекции

Смотреть все
Гидравлика

Гидромеханика: гидростатика и гидродинамика

Ф е д е р а л ь н о е а г е н т с т в о п о о б р а з о в а н и ю Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САМ...

Гидравлика

Общие сведения по гидравлике

Курс лекций по дисциплине «ГИДРАВЛИКА» Содержание: Лекция № 1 Общие сведения по гидравлике. Понятие об «идеальной» жидкости. Физические свойства жидко...

Гидравлика

Гидравлика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОЛЖ...

Автор лекции

Борисов Юрий Алексеевич

Авторы

Гидравлика

Основы гидродинамики

Основы гидродинамики Лекция 1. Литература: а) Основная 1. Гидравлика Лаптев Н.Н. М: «Академия», 2008 2. Основы гидравлики и аэродинамики. Калицун В.И....

Гидравлика

Основные понятия гидрогазодинамики

Лекция №1 Тема лекции: ВВЕДЕНИЕ. Предмет и методы дисциплины. Учебные вопросы: 1. Основные понятия Гидрогазодинамики. 2. Краткая историческая справка ...

Процессы и аппараты

Процессы и аппараты пищевых производств

С.Р. Рузанов ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ Рукопись установочной лекций по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» в Нижегородс...

Автор лекции

Рузанов С. Р.

Авторы

Механика

Предмет механики жидкости и газа. Жидкость и ее основные физические свойства

[email protected] ЛЕКЦИЯ 1. ПРЕДМЕТ МЕХАНИКИ ЖИДКОСТИ И ГАЗА. ЖИДКОСТЬ И ЕЕ ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Цель лекции – изучение объекта дисциплины – жидк...

Гидравлика

Гидравлика: основные термины и определения, история развития предмета

Лекция 1 Основные термины и определения История развития предмета Гидравлика (техническая механика жидкости) является одной из технических наук, соста...

Гидравлика

Гидравлика и гидропневмопривод. Основные понятия гидравлики

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Саратовский...

Автор лекции

Горбачева М.П.

Авторы

Гидравлика

Гидравлика и гидромашины

Министерство образования и науки Тольяттинский государственный университет Кафедра «Технологическое образование» Курс лекций по гидравлике и гидромаши...

Смотреть все