• Зачем ставится экономайзер в котле, и почему его ставят в рассечку с воздухоподогревателем?

• Как подключаются чугунный и стальной экономайзеры к барабану котла и почему?

• Как исключить пережёг экономайзера при растопке парового котла?

• Предохранительные и взрывные клапаны. Назначение и место установки.

• Как рассчитать давление в произвольной точке покоящейся несжимаемой жидкости на глубине h?

Основное уравнение гидрогазостатики:

Несжимаемая жидкость ρ=const;ψ_вн=g·z=>

p=ρgz+C => –на уровне земли.

при - в глубине погружения.

• Запишите уравнение Бернулли для целого потока вязкой несжимаемой жидкости. Поясните смысл величин, входящих в уравнения.

Элементы гидро- и аэродинамики

Движение жидкостей или газов представляет собой сложное явление. Для его описания используются различные упрощающие предположения (модели). В простейшей модели жидкость (или газ) предполагаютсянесжимаемымииидеальными(т. е. без внутреннего трения между движущимися слоями). При движении идеальной жидкости не происходит превращения механической энергии во внутреннюю, поэтому выполняется закон сохранения механической энергии. Следствием этого закона для стационарного потока идеальной и несжимаемой жидкости являетсяуравнение Бернулли(1738 г.).

Стационарным принято называть такой поток жидкости, в котором не образуются вихри. В стационарном потоке частицы жидкости перемещаются по неизменным во времени траекториям, которые называются линиями тока. Опыт показывает, что стационарные потоки возникают только при достаточно малых скоростях движения жидкости.

Рассмотрим стационарное движение идеальной несжимаемой жидкости по трубе переменного сечения (рис. 1.22.1). Различные части трубы могут находиться на разных высотах.

Рисунок 1.22.1.

Течение идеальной жидкости по трубе переменного сечения. ΔV₁ = l₁S₁; ΔV₂ = l₂S₂. Условие несжимаемости: ΔV₁= ΔV₂= ΔV.

За промежуток времени Δtжидкость в трубе сечением S₁переместится наl₁=υ₁Δt, а в трубе сечениемS₂ – наl₂= υ₂Δt, гдеυ₁иυ₂– скорости частиц жидкости в трубах. Условие несжимаемости записывается в виде:

или.

Здесь ΔV – объем жидкости, протекшей через сеченияS₁иS₂.

Таким образом, при переходе жидкости с участка трубы с большим сечением на участок с меньшим сечением скорость течения возрастает, т. е. жидкость движется с ускорением. Следовательно, на жидкость действует сила. В горизонтальной трубе эта сила может возникнуть только из-за разности давлений в широком и узком участках трубы. Давление в широком участке трубы должно быть больше чем в узком участке. Если участки трубы расположены на разной высоте, то ускорение жидкости вызывается совместным действием силы тяжести и силы давления. Сила давления - это упругая сила сжатия жидкости. Несжимаемость жидкости означает лишь то, что появление упругих сил происходит при пренебрежимо малом изменении объема любой части жидкости.

Так как жидкость предполагается идеальной, она течет по трубе без трения. Поэтому к ее течению можно применить закон сохранения механической энергии.

При перемещении жидкости силы давления совершают работу:

.

Работа ΔAсил давления равна изменению потенциальной энергии упругой деформации жидкости, взятому с обратным знаком.

Изменения, произошедшие за время Δtв выделенной части жидкости, заключенной между сечениями S₁и S₂в начальный момент времени, при стационарном течении сводятся к перемещению массы жидкости Δm = ρΔV(ρ– плотность жидкости) из одной части трубы сечением S₁в другую часть сечением S₂(заштрихованные объемы на рис. 1.22.1). Закон сохранения механической энергии для этой массы имеет вид:

E₂ – E₁ = ΔA = (p₁ – p₂)ΔV,

где E₁и E₂– полные механические энергии массы Δmв поле тяготения:

Отсюда следует:

Это и есть уравнение Бернулли, где p– давление,  – плотность, а v–скорость. Индексы 1 и 2 относятся к любым двум точкам на данной линии тока.

Из него следует, что сумма

остается неизменной вдоль всей трубы. В частности, для горизонтально расположенной трубы (h₁= h₂) уравнение Бернулли принимает вид:

Величина p– статическое давление в жидкости. Оно может быть измерено с помощью манометра, перемещающегося вместе с жидкостью. Практически давление в разных сечениях трубы измеряется с помощью манометрических трубок, вставленных через боковые стенки в поток жидкости, так чтобы нижние концы трубок были параллельны скоростям частиц жидкости (рис. 1.22.2). Из уравнения Бернулли следует:

Давление в жидкости, текущей по горизонтальной трубе переменного сечения, больше в тех сечениях потока, в которых скорость ее движения меньше, и наоборот, давление меньше в тех сечениях, в которых скорость больше.

Рисунок 1.22.2.

Измерение давления в потоке жидкости с помощью манометров. υ₁< υ₂< υ₃; h₁> h₂> h₃.

2. Как определяются гидравлические потери на трение по длине трубопровода? От каких величин зависит коэффициент потерь на трение по длине λтр?

Потери на трение по длине трубопровода обусловлены вязким взаимодействием потока со стенками трубопровода:

;— формула Дарси – Вейсбаха

где l– длина иd- диаметр трубопровода,ρ– плотность среды,- скорость (средний расход),- коэффициент потерь на трение по длине трубопровода:

=>

G[кг/с]=ρ·Q – массовый расход => .

, где Δэабсолютная шероховатость.