2.17 Гидравлические элементы потока

Живым сечением потока Ѡ называют поперечное сечение потока, перпендикулярное его направлению.

Расходом потока Q называют объем жидкости, проходящей в единицу времени через живое сечение потока. Расход жидкости измеряют в м3/с или л/с. Иногда пользуются понятием весового расхода G, под которым подразумевают вес жидкости, проходящей в единицу времени через сечение потока. Между весовым и объемным расходом существует такая зависимость:

где ˠ - удельный вес жидкости.

Смоченным периметром X называют часть периметра живого сечения, на который жидкость соприкасается с твердыми стенками.

Гидравлическим радиусом R называют отношение площади живого сечения потока к смоченному периметру:

Гидравлический радиус измеряют в единицах длины.

Средней скоростью потока υ называют частное от деления расхода потока на площадь его живого сечения, т.е.

Следовательно, средняя скорость – это та скорость, которую должны были бы иметь все частицы потока, чтобы через данное живое сечение Ѡ прошел расход Q, соответствующий действительным скоростям этих частиц.

2.18 Основы расчеты простых коротких и длинных трубопроводов

Короткий трубопровод. Составим уравнение Бернулли для сечений I-I и II-II относительно плоскости сравнения ОО при истечении жидкости из трубопровода в атмосферу (рис 1.46):

Обозначив действующий напор и пренебрегая скоростным напором получим:

Потери напора, как известно, можно определить по формуле:

Расход жидкости определяют по формуле:

На рис. 1.47 изображена схема сифона, который служит для перепуска воды из одного резервуара в другой. Сифон является коротким трубопроводом. Расчет сифонных трубопроводов сводиться

К определению их пропускной способности по формуле (1.118) и предельного значения высоты. Составим уравнение Бернулли для сечений I-I и II-II относительно плоскости сравнения ОО:

Высоту z следует принимать такой, чтобы вакуумметрическая высота во избежание кавитации не была больше 7 м.

Длинный трубопровод. Рассмотрим длинный простой трубопровод, имея в виду, что при его расчете местными потерями напора обычно пренебрегают.

Аналогично предыдущему из уравнения Бернулли следует, что

т.е. весь имеющийся напор Н расходуется на преодоление сопротивлений трения h2.

Используя расчетные гидравлические характеристики, получим известные уже зависимости для потерь напора:

При расчете простого трубопровода его длина l обычно известна, так же как материал и конфигурация. Неизвестной может быть одна из трех величин h1, Q или d.

Для решения таких задач применяют приведенные формулы и в зависимости от задания определяют по таблицам значения А1.