Опытные данные о коэффициенте гидравлического сопротивления в трубах.

На рисунке представлены результаты эксперимента Никурадзе с круглыми трубокими, внутренние стенки которых были обклеены песком. Шероховатость характеризуется абсолютной шероховатостью, т.е. средней высотой выступов h и относительной шероховатостью (гладкостью ). При ламинарном течении все шероховатые трубы имеют такое же сопротивление, как и гладкие – закон сопротивления => и распределение скоростей не изменяется (жидкость заполняет впадины между бугорками). т.е. . Участок АВ характеризует переход течения от ламинарного к турбулентному. При турбулентном течении в шероховатых трубах различают: 1) Режим без проявления шероховатости. При определенных Re к-ты сопротивления шероховатых и гладких труб совпадают. Величина гребешков мала, они все лежат внутри ламинарного подслоя . Такие трубы технически гладкие.

2) Переходный режим. Толщина вязкой подслоя имеет высоту бугорков ; от бугорков отрываются вихри

К-т сопротивления в этой области зависит от Re и от относительной шероховатости

3) Режим с полным проявлением шероховатости. Все гребешки шероховатости выступают за пределы из ламинарного слоя

На выступах интенсивное вихреобразование.

Сопротивление обусловлено не трением, а завихрением турбулентно текущей жидкости гребешками шероховатости. Этот режим называется автомодельным отн. от Re. Для расчёта к-та сопротивления для шероховатых труб:

. При малой шероховатости

20. Простой трубопровод: задачи по расчёту простого трубопровода.

Пусть простой трубопровод расположен произвольно в простр-ве, имеет об-щую длину l, диаметр d, содержит n местных сопротивлений и передаёт зад-ю жидкость ; => уравнение Бернулли:

, , - потребный напор

- заданны (располагаемый) напор

Характеристика трубопровода: Зависимость потребного напора от расхода

Задачи по расчёту трубопровода

1) Задача: Расход жидкости Q, её свойства , размеры трубопроводы и его шероховатость h, типы и кол-во местных сопротивлений n, пивелирные высоты . Требуется определить потребный напор

Решение: определяется режим течения по Re: , где Опред. к-ты гидросопротивлений и определяется потребный напор: .

2) Задаются свойства жидкости размеры , шероховатость h, также кол-во местных сопротивлений n, располагаемый напор . Требуется определить расход Q.

Решение: Задаются ряд значений расхода Q; Для каждого значения расхода a определяются величины и ; строится хар-ка трубопровода ; По заданному напору определяется искомый расход Q.

3. Задаются расход Q; и кол-во местных сопротивлений n, длина трубопровода l, шероховатость h, напор H_расп. Требуется определить диаметр трубопровода.

Решение: Задаётся ряд значений диаметров d; Для каждого значения d определяется Строится график . по заданному определяется диаметр d, а по нему выбирается ближайший к стандартному.

21. Сложный трубопровод: послед. и параллельное соединение простых трубопроводов.

Сложный трубопровод – трубопровод состоящий из одного или нескольких разветвлённых трубопроводов, составленных из последовательно или параллельно соединенных простых трубопроводов.

1) Последовательное соединение трубопроводов: расход жидкости через весь трубопровод = расходу ч/з каждую трубу

Сопротивление всего трубопровода равно сумме сопротивлений отдельных:

характеристика трубопровода получается путём сложения потребных напоров послед. след. трубопроводов при одинаковых расходах. После построения характеристики послед. расчета сложного трубопровода, такая же как у простого.

2) Параллельное соединение:

Характеристика строится путём сложения расходов при одинаковых потерях напора