- •Техническая аэрогидродинамика.
- •Гидростатика
- •Давление
- •Основной закон гидростатики
- •Закон Паскаля
- •Кинематика и динамика жидкости.
- •Линия траектории. Линия тока
- •Расход жидкости.
- •Закон постоянства расхода.
- •Уравнение Бернулли.
- •Расходомер Вентури
- •Измеритель скорости (трубка Пито – Прандтля)
- •Режимы течения жидкости и определение гидравлических потерь.
- •Гидравлический расчет трубопроводов
- •Простой трубопровод постоянного сечения
- •Гидравлический расчет простого составного трубопровода
- •Гидравлический расчет сифонного трубопровода.
- •Элементы теории свободных струй. Воздушные тепловые завесы.
- •Структура струи
- •Изгиб воздушных струй
- •Воздушная завеса.
- •Гидравлические машины.
- •Классификация гидромашин по принципу действия.
- •Насосная установка и ее характеристики.
- •Основы устройства и теория центробежного насоса(цн).
- •Действительные характеристики насоса.
Гидравлический расчет сифонного трубопровода.
Сифон — это простой самотечный трубопровод, одна часть которого расположена выше свободной поверхности питающей его жидкости, а другая ниже.
Жидкость движется в сифоне за счет разности уровней Н. Заметим, чтобы началось движение по сифону, необходимо весь его объем заполнить жидкостью. Учтем, что для свободных поверхностей 0-0 и 2-2и суммарное сопротивление складывается из потерь на трение по длине и местных, и запишем уравнение Бернулли:
ИЛИ
где Н представляет потребный (располагаемый) напор.
Формула показывает, что расход жидкости через сифон не зависит от высоты ее подъема . Однако при увеличениидавление жидкостиснижается, вплоть до давления насыщенных паров, при котором в сечении 1-1 возникает кавитация и расход уменьшается, вплоть до полного прекращения движения жидкости. Предельное значениерассчитывается по уравнению Бернулли для участка 0-1.
Преобразуем уравнение к виду
Потребным напором для простого трубопровода называется напорв начальном сечении, обеспечивающий заданный расходQ жидкости в трубопроводе.
Введя обозначение перепишем в виде:
где иимеют разные значения в зависимости от режима течения. Для ламинарного режима с учетом местных сопротивлений эквивалентными длинами имеем
,
а для турбулентного режима - .
Формула представляет собой уравнение кривой потребного напора. Графические зависимости для ламинарного (а) и турбулентного (б) режимов приведены на рис. Величина, когда жидкость поднимается с меньшей высоты на большую, ипри течении сверху вниз (при условии). Крутизна кривыхзависит от коэффициентаи возрастает с увеличением длины трубопровода, с уменьшением диаметра, а также с увеличением местных гидравлических сопротивлений.
Иногда вместо кривых потребного напора удобнее пользоваться характеристикой трубопровода, под которой понимают зависимость суммарных потерь напора (или давления) в трубопроводе от расхода . Таким образом, характеристика трубопровода представляет собой кривую потребного напора, смещенную в начало координат.
Элементы теории свободных струй. Воздушные тепловые завесы.
Свободная струя- поток жидкости, не ограниченной твердыми стенками.
Свободные струи:
1)затопленная- если она распространяется в пространстве, занятом жидкостью( капельной или газообразной), однородной с данной ( например струя воды, выходящая из отверстия резервуара при истечении «под уровень», или струя воздуха, выходящая из отверстия замкнутого резервуара в атмосферу в условиях одной и той же плотности воздуха).
2)незатопленная –( например, струя воды при истечении из резервуара в атмосферу, когда эта струя находится в свободном полете).
В прошлом в связи с запросами водопроводной техники( уже в 18 веке при устройстве дворцовых фонтанов в Версале, Петергофе) исследовалась задача о высоте подъема свободной незатопленной струи h и дальности ее полета l в зависимости от угла наклона струи к горизонту в начальном ее сечении (рис.1), а в связи с запросами турбостроения- вопрос о динамическом воздействии струи на обтекаемые ею пластинки.
рис.1
Развитие современной техники потребовало более глубокого изучения этой области гидродинамики. В настоящее время теория свободных струй и методы их практического приложения составляют обширный раздел гидравлики.
Теоретические и экспериментальные исследования показали, что струя, выходящая из отверстия с насадком в условиях плавного очертания входа в насадок и при условии, что давление на выходе из него не превышает «критического» ( в случае истечения газа), постепенно расширяется в виде конуса и благодаря вязкости увлекает в движение окружающую ее жидкость. Вместе с тем между струей и жидкостью внешнего пространства происходит обмен масс, причем в процессе этого обмена струя захватывает все большую массу, так что в направлении движения струи ее масса несколько увеличивается.