Гидравлические сопротивления. Виды гидравлических сопротивлений.

h_1-2 , где h_1-2 – потери напора от сеч 1-1 к сеч 2-2. Работа сил трения преобраз-ся в тепло, тепло рассеив-ся в окруж-ю среду, т.о происходит диссипация (рассеяние) части мех энергии потока ж. Факторы, обуслав-е потери напора в потоке вязкой ж наз-ся гидравлическими сопротивлениями. Различают 2 вида гидрав-х сопротив-ий: 1. Сопротивление трения по длине. Оно возникает в потоках с равномерным течением ж. Например: в прямой цилиндрич-ой трубе или в призматич-ом канале. При этом потери напора равномерно распределены по трубе трубы или канала. 2. Местные сопротивления. Они проявляются в местах деформации потока, где течение харак-ся резким изменением?? скоростей. Конструктивно местные сопротивления представляют собой сужение и расширение труб, повороты труб, подключенные к трубам вентили, фильтры и т.д. Потери напора с местным сопрот-ем связаны с перемешиванием ж. Величина потерь напора на гидравлических сопротивлениях существенным образом зависит от режимов движения.

Режимы движ-я ж.

При движ-ии ж в трубах и каналах возможны 2 принцип-но разных режима движ-я: ламинарный и турбулентный. Основной отличный признак этих режимов – характер характер движ-я отдел-х частиц и объемов ж. 1. Ламинарный режим движ-я – это течение без перемешивания частиц, без пульсации скоростей и давлений. Движение упорядоченное, параллельно струйное. Ламинарный в переводе с лат слоистый. При ламинар-ом движ-ии эпюра распред-я местных скоростей по сечению потока в круглой трубе имеет вид парабалоида вращения. Рис. Средняя скорость – это фиктивная скорость, при к-ой расход жидкостей через сечение = действительному расходу. V_срS= =Q, V_ср одинакова по всему сечению. Коэфициент Корриолиса, учитывающий неравномерность распред-я местных скоростей по сеч-ю при переходе к средней скорости =2 (т.е α=2). 2. Турбулентное движ-е ж – это течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием ж пульсации скоростей и давлений. Движ-е частиц неупорядоченное, имеют место поперечное движ-е частиц и вращательные движ-я отдельных объемов ж. Турбулентный в переводе с лат – возмущенный, вихревой, бурный. При турбулентном движ-ии местные скорости измен-ся не только по направлению, но и во времени, они пульсируют. Рис.В связи с этим вводят в рассмотрение усредненную по времени местную скорость. V_уср= , Т-интервал усреднения, усредненная скорость не зависит от времени. Эпюра распределения по сечению потока усредненных по времени местных скоростей опред-ся структурой турбулентного потока. В соответствии с полуэмпирической теорией турбулентности: он состоит (турбул-й поток) из турбул-го ядра и тонкого ламинарного слоя у стенки. Рис. Для этого режима V_ср= =Q/S, V_ср явл-ся результатом двойного осреднения по времени и сечению. Коэффициент Корриолиса α=1,1. Турбул-е движение ж явл-ся нестационарным и неравномерным. Однако, двойное усреднение местных скоростей позволяет условно считать поток установившимся и равномерным относительно средних скоростей – это позволяет применять урав-е Бернулли для таких потоков, где скоростной напор выраж-ся через среднюю скорость.

1873г Рейнольдс. Было установлено, что определить режим движения ж можно с помощью безразмерного комплекса, к-ый в последствии был назван числом Рейнольдса Re=V_срd/υ, V_ср- скорость средняя, d- диаметр трубы (внутренний), υ- кинематич-я вязкость.

Число Рейнольдса, при котором происходит смена режимов движ-я наз-ся критическим. Существует 2 значения критического числа Рейнольдса: 1. Верхние значения критического числа Рейгольдса соответствует переходу ламинарного режима в турбулентный. 2. Нижнее знач-е крит-го числа Рейнольдса соответствует переходу турбул-го режима к ламинарному. Рис. Re_кр=Re_кр.н

Считается, если число Рейнольдса будет меньше крит-го знач-я числа Рейнольдса, то режим движ-я ламинарный, если больше или равно, то режим турбулентный. Re_кр=2320 (для трубы круглого сечения). Скорость, соответствующая крит-му числу Рейнольдса наз критической V_кр=υRe_кр/d