Вопросы для самопроверки:

1. Приведите вывод основного уравнения равномерного движения.

2. Приведите структуру формулы потери давления (напора) по длине потока в трубе круглого сечения.

3. Какие факторы влияют на величину коэффициента гидравлического трения?

4. Дайте определение местного гидравлического сопротивления и приведите его расчётную формулу (формулу Вейсбаха – Дарси).

5. Как определяются потери давления в аппаратах управления гидро- и пневмоприводами с учётом их паспортных данных?

2.3. Законы гидравлического сопротивления при ламинарном движении Изучаемые вопросы:

- Ламинарное течение жидкости в трубах.

- Распределение касательных напряжений и скоростей в поперечном сечении трубы.

- Формула Пуазейля для расхода жидкости.

- Гидравлическое сопротивление при ламинарном режиме в элементах напорных гидросистем.

- Основы гидродинамический теории смазки.

На численное значение гидравлических коэффициентов сопротивления существенное влияние оказывает режим движения жидкости. Различают два устойчивых режима движения: ламинарный (структурированный, слоистый) и турбулентный (беспорядочный, пульсирующий). Количественной оценкой (степенью) режима движения является безразмерное число Рейнольдса. Оно характеризует порядок соотношения действующих в потоке сил инерции, выраженных через плотность ρ, и сил вязкости, выраженных через коэффициент вязкости µ. Ламинарный режим (и его степень) характеризуется малыми числами Рейнольдса, турбулентный – большими. В формулу числа Рейнольдса входит характерный линейный размер поперечного сечения потока (например, диаметр трубы).

В гидравлических напорных гидросистемах, в том числе в системах объёмного гидропривода, с применением вязких жидкостей (минеральные масла) чаще всего имеют место ламинарный или низкотурбулентный режимы движения. На практике это могут быть трубы малого диаметра, капиллярные каналы и т.п., гидравлический расчёт которых с достойной степенью точности основан на формулах, полученных теоретическим путём. Подробно эти зависимости представлены в учебном пособии [8].

С основой гидродинамической теории смазки при ламинарном режиме в подшипнике скольжение можно ознакомиться в [2].

Вопросы для самопроверки:

1. Приведите описание ламинарного движения.

2. Приведите вывод закона распределения скоростей в сечении ламинарного потока в трубе круглого сечения.

3. Приведите вывод формулы расхода.

4. Приведите формулу коэффициента гидравлического трения в трубе круглого сечения.

5. Как записывается закон сопротивления при ламинарном движении?

2.4. Законы гидравлического сопротивления при турбулентном движении Изучаемые вопросы:

- Турбулентное течение.

- Распределение скорости в поперечном сечении трубы при турбулентном движении.

- Зависимость коэффициента гидравлического трения от числа Рейнольдса.

- График Никурадзе.

- Закон сопротивления для гидравлически гладких труб (формула Блазиуса).

- Закон сопротивления для гидравически шероховатых труб (формула Прандтля).

При изучении гидравлического сопротивления при турбулентном движении отмечаются особенности такого движения. В общих чертах описывается модель осреднённого движения, предложенная Рейнольдсом. Здесь необходимо пояснить появление так называемых турбулентных напряжений и, опираясь на упрощённую структуру турбулентного потока в трубах, рассмотреть три характерных закона гидравлического сопротивления: закон сопротивления и «гладкой» стенки, доквадратичный и квадратичный законы сопротивления «шероховатой» стенки. При этом не требуется запоминание эмпирических расчётных формул для коэффициента гидравлического трения. Необходимо только знать его ориентационную зависимость в общем виде, а также общий вид графика Кольбрука – Уайта для определения коэффициента гидравлического трения в зависимости от числа Рейнольдса и относительно шероховатости стенки , построенного по экспериментальным данным.