Основные законы движения жидкости (2 закона)
1. Уравнение неразрывности потока (постоянство расхода) – в установившемся движении жидкости расход во всех живых сечениях потока остается одинаковым
откуда 
Следовательно, чем меньше живое сечение в потоке, тем больше средняя скорость движения жидкости. Например, с уменьшением площади поперечного сечения трубы в два раза скорость движения воды возрастает вдвое.
2. Уравнение Д.Бернулли.
Бернулли определил связь между давлением, средней скоростью движения и геометрической высотой (положением относительно плоскости сравнения) в различных сечениях потока жидкости.
Бернулли установил, что сумма четырех высот: геометрической высоты z (потенциальная энергия положения единицы веса жидкости), пьезометрической высоты 
(потенциальная энергия давления единицы веса жидкости), скоростной высоты 
(кинетическая энергия единицы веса жидкости) и потерянной высоты 
(характеризующая энергию единицы веса жидкости, затраченную на преодоление сопротивлений по пути движения жидкости) в каждом сечении потока есть величина постоянная, равная полной высоте (напору). Геометрический смысл уравнения Бернулли:
- закон сохранения энергии для любого сечения потока.
Гидравлический уклон
Падение линии энергии на единицу длины называется гидравлическим уклоном.
Гидравлические сопротивления.
|
|
|
При движении жидкости происходит потеря напора на преодоление сопротивлений двух видов: сопротивления по длине и местные.
Потери напора по длине обусловлены силами трения при равномерном движении жидкости.
Где 
- безразмерный коэффициент гидравлического трения.
Потери напора местные возникают при изменении скорости потока по величине и направлению. Они зависят от формы и размеров живого сечения потока (повороты трубы, арматура, соединительные фасонные части и т.п.). От длины потока местные потери напора не зависят.
Где 
- сумма коэффициентов местного сопротивления.
Таким образом, общая потеря напора при движении жидкости по трубам
Режимы движения жидкостей.
В природе можно наблюдать 2 режима движения жидкостей и газов.
1. Ламинарное движение характеризуется движением без перемешивания, без изменения скорости и давления, при параллельнопоследовательном перемещении струй.
При движении вязких жидкостей (нефть, масло), а также при движении жидкостей и газов в тонких трубках.
2.Турбулентное движение характеризуется беспорядочным интенсивным перемешиванием частиц жидкости, пульсацией скоростей движения частиц.
|
|
|
Движение воды, воздуха, пара в трубопроводах систем водоснабжения, отопления, канализации, газоснабжения, вентиляции т.к. движущаяся среда имеет малую вязкость.
Исследования показали, что основным параметром для определения режима движения жидкостей и газов служит безразмерная величина 
- критерий (число Рейнольдса).
Для трубопроводов круглого сечения критическое значение критерия
кр. = 2320.
При 
кр. – ламинарное движение.
При 
кр. – турбулентное.
Для открытых каналов и трубопроводов некруглого сечения
кр. = 580
Движение жидкости в безнапорных трубопроводах и каналах.
В безнапорных трубопроводах и каналах движение жидкости
происходит неполным сечением, поток характеризуется наличием свободной поверхности и смоченного периметра, по которому жидкость соприкасается со стенками и дном. Движение происходит под действием силы тяжести и может быть установившимся и неустановившимся, равномерным и неравномерным.
В системах канализации, водостоках, в дренажных устройствах и т.п. принимают чаще всего условия установившегося равномерного движения жидкости в турбулентном режиме.
Гидравлический удар в трубах
|
|
|
При резком изменении скорости движения жидкости в трубопроводе, например внезапном закрытии запорной арматуры, жидкость, обладающая кинетической энергией, на мгновение остановится. Весь запас энергии израсходуется на сжатие жидкости и расширение стенок трубы, повысится давление за счет инерции массы жидкости, возникает гидравлический удар и образование ударной волны. В трубе жидкость после окончания мгновенного сжатия (деформация потока) обладает большой энергией, что вызывает обратное ее движение (обратная волна). Начинается колебательный процесс с постепенным затуханием ударной волны и израсходованием энергии удара на трение жидкости о внутренние стенки и деформацию трубы. При гидравлическом ударе в трубопроводе резко увеличивается напор.
Во многих случаях резкого закрытия или открытия запорной арматуры, внезапной остановки насосов, турбин и т.п. возникший гидравлический удар может привести к повреждению отдельных соединений труб, поломке устройств (насосов, турбин и др.).
Для предотвращения аварийных ситуаций, которые могут возникнуть в трубах при образовании гидравлического удара, необходимо принимать следующие меры:
|
|
|
1. Не следует допускать в трубопроводах больших скоростей движения жидкости, превышающих допустимые;
2. На трубопроводах следует устанавливать арматуры вентильного типа (запорную, водоразборную), медленно закрывающуюся;
3. Устанавливать на трубопроводах предохранительные клапаны, которые, открываясь при определенном давлении, предохраняют трубопровод от разрушения.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 796; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!