Factori Rezumat pierdere definiție în rezistența hidraulică locală

Determinarea factorilor de pierdere în rezistența hidraulică locală

rezistență hidraulică locală sunt numite secțiuni scurte de conducte sau canale în care o schimbare a vitezei în mărime sau direcție, sau în magnitudine și direcție în același timp.

Pierderile de presiune (energie) în rezistența hidraulică locală și sunt numite pierderi locale cauzate de același fel ca și lungimea și pierderea, activitatea forțelor de frecare. rezistență locală sunt porțiuni ale conductei în cazul în care există o schimbare bruscă a mișcării și a forțelor de frecare fluid sunt distribuite în fluxul care trece prin rezistența locală, foarte inegală. Deoarece lungimea rezistentei locale este de obicei foarte mică în comparație cu lungimea totală a conductei, pierderile de presiune pentru a depăși forțele de frecare în sine rezistența locală scăzută, dar datorită caracteristicilor de frecare ale structurii de curgere duce la pierderi mari în rezistențele locale. Curge prin rezistența locală, fluxul deformează apar rate pulsație și zona vortex de presiune sunt formate cu curenti inverse datorate separarea fluxului de pereții canalelor. In aceste procese de amestecare și formare a turbionar petrecut o parte din energia de curgere totală, care este transformată în căldură și disipată în spațiul înconjurător.

ecuația Bernoulli scrisă pentru cele două secțiuni ale unui flux de fluid vâscos se deplasează în conformitate cu rezistențe locale în general (notația convențională) are forma:

- valoarea totală a presiunii pierdute pe secțiunea de decontare, care constă din pierderile prin frecare de-a lungul conductei (pierdere de deplasare) și pierderea în rezistențe locale, adică

Pentru orice tip de rezistență locală pierderea capului poate fi definită ca o fracțiune a presiunii dinamice cu formula Weisbach:

unde - coeficientul adimensional al particular rezistența locală; V - viteza medie de curgere.

În cazul în care debitul mediu la intrarea rezistenței locale și după aceea nu rămâne constantă, de exemplu, datorită expansiunii sau canal de constricție, pierderea de presiune este determinată de obicei capul vitezei rezistentei locale.

Amploarea coeficientului de rezistență locală a curgerii turbulente este luată proporțională cu capul vitezei. care este un semn al faptului că rezistența locală în acest regim de curgere datorat, în principal, de curgere separate, determinată de tipul de rezistență locale și nu depind de numărul Reynolds. De obicei, coeficienții de rezistență locale sunt determinate experimental și sunt prezentate în manualele de referință și în grafice și formule empirice [1, 2, 3].

Influența forțelor de frecare rezistând fluxul laminar local nu poate fi neglijată, astfel încât pierderile de cap pentru a depăși rezistența locală în acest caz este suma pierderilor prin frecare și formarea turbionar și sunt scrise ca:

în cazul în care - pierderea de presiune pentru a învinge forțele de frecare sunt egale:

,

constata, tratarea cu formula (4), care este proporțională cu vâscozitatea și viteza;

- Pierderea de presiune la separarea debitului și formarea turbionari în rezistența locală proporțională cu pătratul vitezei, adică.:

unde A și B - constantele adimensionali care depind de forma și mărimea rezistenței locale. Dintr-o comparație cu formulele (2) și (6) vedem că

și anume Coeficientul de rezistență locală în regimul de curgere laminar depinde de numărul Reynolds # 950; M = f (Re), iar valoarea acesteia scade odată cu creșterea Re. în care pierderea de presiune cu creșterea numărului Reynolds crește, deoarece factorul de pierdere prin frecare se reduce proporțional cu viteza de primul grad, iar pierderile sunt schimbate cap proporțional de viteză (vezi Ec. 6). Luați în considerare principalele tipuri de rezistență locală.

Extinderea bruscă a fluxului.

Acest tip de rezistență locală are loc cu o schimbare bruscă în diametru conductei de la cel mai mic la cel mai mare. Modelul de curgere la expansiunea bruscă este prezentată în Fig. 1.

Fluxul cu parametrii p1, V1, se deplasează prin inerție în secțiunea transversală 1-1 decoleaza marginea colț interior și formează un jet. Din cauza forțelor de frecare longitudinale care acționează pe suprafața laterală a jetului, expansiunea are loc inainte de umplerea completă a secțiunii de țeavă cu diametru mai mare 2-2 in. Între secțiunile 1-1 și 2-2 există separarea fluxului de pereții canalelor, iar în spațiul inelar format între jetul de tranzit zona vortex și perete. Această zonă poate avea o formă asimetrică și nu este stabil, deoarece jetul de tranzit din acestea capturate periodic vârtejuri mari individuale care sunt transportate de fluxul aval. Aceste vortexuri sunt în mod constant rupt în sus, în fluxul principal și degradare, iar noile vârtejurile sunt formate în zona de separare. Astfel, expansiunea bruscă a energiei cheltuite în formarea zonei vortex, menținând mișcarea de rotație în aceasta, antrenării din zona de separare turbionară și site-ul lor de clivaj pentru extinderea jet.

Debitul stabilizat la o lungime egală cu aproximativ zece diametre de țeavă.

Când expansiunea bruscă pentru curgerea turbulentă, căderea de presiune determinată cu precizie suficient de formula teoretică Borda - Carnot:

Pentru o secțiune transversală circulară a conductei, luând în considerare ecuația de continuitate

Formula (8) poate fi reprezentat ca:

Pierderea poate fi definită și viteza prin orificiul de intrare în timpul expansiunii bruște:

restricție a debitului bruscă.

Curgerea model în timpul îngustare bruscă a fluxului prezentat în Fig. 2 și 3.

Fig. 3 tuburi cu pereți subțiri cu diametru mai mic este introdus în interiorul tubului cu diametru mai mare. O astfel de rezistență locală numită cea mai clară contracție.

Când pierderile bruște constricție sunt cauzate, în primul rând, frecarea debitului la intrarea în tubul cu diametru mai mic și, în al doilea rând, pierderea asupra formării vortex. Recente datorită faptului că particulele de fluid se deplasează de-a lungul căi curbate, forțele îndreptate către axa cu jet. Mutarea sub acțiunea acestor forțe, particulele nu curg în jurul unghiului de intrare lichid și frustrat cu ea, ceea ce duce la o îngustare a fluxului în porțiunea de țeavă cu diametru mai mic. Spațiul inelar format de curentul comprimat și pereții tubului, este umplut cu fluid turbionară.

Pentru a calcula coeficientul de rezistență la îngustarea bruscă a propus formula empirică [2]:

In îngustării mai dramatice (Fig. 3) rezistență, cu jet de compresie crește datorită reducerii razei de curbură a traiectoriilor particulelor să curgă în conducta care duce la pierderi mai mari. Formula (13), aceste efecte nu sunt luate în considerare.

difuzor numită lărgire treptată de mai mică la porțiunea de țeavă cu diametru mai mare (Fig. 4).

Fluxul de fluid din difuzorul este însoțită de o scădere a vitezei și creșterea presiunii și, prin urmare, transformarea energiei cinetice în energie de presiune.

Principalele caracteristici ale difuzorului sunt:

unghi de deschidere (expansiune) # 945 ;;

;

ld lungimea difuzorului;

Pierderile din difuzorul datorită faptului că particulele de lichid în apropierea zidurilor, frânată mai puternică și pentru a muta mai lent decât central, iar procesul de conversie a energiei este însoțită de o creștere a neuniformității câmpurilor de viteză în secțiunile de difuzie. Straturile lichide adiacente pereții au o energie cinetică scăzută, care este o oarecare distanță de intrarea difuzorului, ele sunt în imposibilitatea de a depăși presiunea crescută. particulele de fluid sunt oprite și sunt chiar încep să se miște în direcția curentului principal. mișcare inversă (contor) determină separarea debitului principal de perete și formarea unei zone vortex. Intensitatea acestor fenomene crește cu o soluție în creștere unghi de difuzie, și împreună cu această formațiune vortex în creștere și pierdere în acesta. La unghiuri mai mari pentru soluția urmată de zona periodică a fluxului de tranzit vortex antrenării în timp ce forma sa pe peretele opus (Fig. 4).

In plus, difuzorul are o pierdere și frecare de-a lungul lungimii sale.

Astfel, pierderea în difuzor constau din pierderile prin frecare, pierderile datorate formării unei zone vortex, menținând o mișcare de rotație în aceasta, antrenării vârtejurilor și formarea de noi provincii vortex.

O pierdere completă a presiunii în difuzor considerată în mod convențional ca suma a două componente:

unde - pierderea de presiune din cauza frecării;

- compensarea pierderilor de pe (formarea vortex) extensie.

Forma de două componente pot fi prezentate și coeficientul de rezistență la înaintare a difuzorului:

Valorile coeficienților și sunt disponibile în literatura de specialitate sau pot fi determinate prin formula:

unde # 955; - coeficientul de frecare hidraulică, determinat de parametrii la admisia difuzorului.

unde k - coeficientul difuzoarelor conice pentru k = 1

Converger numit lin îngustează secțiunea de conductă (Fig. 5).

de curgere a fluidului în convergers însoțită de o creștere a vitezei și a căderii de presiune. Deoarece presiunea la începutul conductei convergente este mai mare decât la sfârșitul anului, motivele pentru apariția formării turbulenței și stand nr.

Principalele caracteristici sunt converger:

;

LK lungime converger;

La unghiuri suficient de mari, restricția (# 945;> 10 °), grade de constricție (n> 3) la orificiul de intrare la un diametru de curgere țevii cilindrice mai mici se poate rupe departe de pereți (figura 5.) Și în acest caz converger raportul de rezistență reprezentat de doi termeni:

în care - locală converger coeficientul de rezistență;

- coeficient de frecare.

Genunchiului (Fig. 6) se numește canal bruscă rândul său, fără rotunjire sau rotunjire a cărei rază pentru pereții interiori și exteriori este aceeași.

Derivații (Fig. 7) este o secțiune de țeavă curbată, în care (cu secțiuni de intrare și ieșire egale) de curbură a pereților interiori și exteriori sunt arce de cercuri concentrice. Conductele curbate și canale, fluxul datorită distorsiunii, nu există o forță centrifugă îndreptată din centrul de curbură al peretelui exterior al tubului. Acest lucru conduce la o presiune crescută pe pereții exteriori și presiune mai mică în interior și cauzele neuniformitatea vitezei de-a lungul secțiunii transversale a porțiunii curbate.

La peretele exterior, o creștere a presiunii apare un efect de difuzie. Când această separare a fluxului are loc pe ambii pereți. Separarea de peretele exterior este o consecință a efectului de difuzie. Separarea de peretele interior al fluxului de aspirație este determinat să se deplaseze într-o porțiune curbată a peretelui exterior de inerție.

Deoarece fluidul curge de-a lungul canalului curbat pentru toate particulele sale în direcția razei de curbură a forței centrifuge, proporțională cu pătratul vitezei periferice pereche vortex secțională se formează (Fig. 7). Ca rezultat al adăugarea mișcării de rotație și de translație a porțiunii curbate deplasează lichid două fire de șurub.

Partea principală a pierderilor în cap îndoiturile și coturile cauzate de separare a fluxului de peretele interior și perechea vortex. Pierderea prin frecare de-a lungul lungimii porțiunii curbate lungimi robinetele incluse în lungimea totală a conductei înregistrate. Coeficienți curbat rezistență secțiuni de conducte determinate din graficele și tabelele și formule empirice [2, 3].

La determinarea experimentală a coeficienților de rezistență locală în conductă cu rezistența locală calculată două secțiuni: intrarea și ieșirea rezistenței locale. Din ecuația lui Bernoulli (1), cu condiția că. determinată de căderea de presiune:

În cazul în care zona secțiunilor de curgere înainte și după rezistența locală la aceeași și conducta este poziționată orizontal (figura 8.), apoi; Și pierderile hidraulice sunt egale cu diferența în secțiunile de cap hidraulice 1 și 2.

coeficientul de rezistență locală determinată de formula Weisbach (2):

Cu această metodă de determinare a pierderilor în rezistențele locale nu sunt alocate pierderi prin frecare, iar partea locală a pierderilor, adică . Trebuie amintit că, atunci când pierderile de determinare calculate ale capului totală în conductă care cuprinde mai multe secvențial stabilit rezistența locală, simpla însumare a pierderilor lor (așa-numitul principiu superpoziție pierdere) dă rezultate precise dacă rezistența sunt distanțate la o distanță mai mare decât lungimea influenței reciproce care este de 30 ... 40 diametre de țeavă.

Montajul experimental este prezentat în Fig. 9. Apa din cutia de capăt este introdus într-o linie orizontală, cu un set de rezistență locală:

placă cu orificiu 7,

expansiune bruscă 8,

constricția bruscă 9,

de evacuare (cot) 11,

priză (unghi) 12.

În cap rezervor de apa este alimentat continuu din apa prin valva 1 și liniștitor grilă 3. Apa în exces din rezervor prin intermediul unei siguranțe de tub preaplin 4. Pentru a controla temperatura apei din rezervor 2. Termometrul are un debit de apă este reglată prin supapa de rezistență locală 13. După parcela apei experimentale combină într-un rezervor de măsurare 14, la ieșirea căruia se află o supapă 15.

Unitatea este echipată cu un scut piezometrica 6 pentru măsurarea presiunii în toate secțiunile transversale observate, așa cum se arată în Fig. 8

1. Basta TM et al. Sistemul hidraulic, masini hidraulice si actionari hidraulice. - M. Inginerie Mecanică, 1984, 424c.

2. Idelchik IE Manual de rezistență hidraulică. - M. Inginerie Mecanica, 1975. - 559s.

3. atelier de laborator privind sistemele hidraulice, mașini hidraulice și acționări hidraulice / Ed. Vilner YM - Minsk: Liceul, 1980 - 224p.

4. Laboratorul desigur, sisteme hidraulice de pompe hidraulice și / Ed. Rudnev SS și LG Podvidza - M. Inginerie mecanica, 1974 - 415s.

Mulțumesc, ajutat! Ia o pauză, student te distrezi: grup Victor numit Viem, deoarece prelegerile profesorilor, când a dormit în mod obișnuit într-un nerușinat așezat pe rândul din față de tabele, colegii a spus: „Ridicați-l pentru totdeauna.“ Apropo, anecdota este preluată din chatanekdotov.ru