2. Поняття про втрати тиску. Види гідравлічних втрат.

Для застосування рівняння Бернуллі у вирішенні інженерних задач необхідно враховувати втрати питомої енергії або напору на подолання гідравлічних опорів. Гідроопори обумовлені силами в’язкості чи інерції.

Сили в’язкості залежать від внутрішнього тертя між частинками рухомої рідини.

Інерційні сили залежать від властивості частинок здійснювати опір зміні свого руху.

Втрати енергії (напору) h_W бувають по довжині h_L (пропорційні та рівномірні по довжині потоку) та місцевими h_M, що викликані різкою зміною конфігурації потоку). В загальному випадку:

(13)

Ці втрати обумовлені переходом механічної енергії потоку в теплову, що є процесом безповоротним.

Гіпотеза Ньютона (1686 р.): Опір, що виникає від недостатньої ковзкості рідини, за однакових умов, припускається пропорційним швидкості, з якою частинки рідини від’єднуються одна від одної.

Петров Н.П. (1879 р.) експериментально підтвердив гіпотезу Ньютона і довів, що закон тертя в рідині різко відрізняється від закону тертя в твердих тілах, де сила тертя пропорційна тиску, залежить від роду матеріалів і не залежить від площі та відносної швидкості руху. Натомість сила внутрішнього тертя в рідині прямо пропорційна відносній швидкості руху шарів (градієнту швидкості), прямо пропорційна площі дотикання цих шарів, залежить від властивостей рідини і не залежить від тиску:

(14)

де  - динамічна в’язкість, S – площа ділянки поверхні, dv/dn – градієнт швидкості, dn – товщина шару по нормалі.

Питання для самоперевірки:

1. Що виражає рівняння Бернуллі для нев’язкої рідини?

2. Геометричний зміст рівняння Бернуллі.

3. Енергетичний зміст рівняння Бернуллі.

4. Для яких умов справедливо рівняння Бернуллі?

5. Призначення трубки Піто-Прандтля.

6. Принцип дії витратоміра Вентурі.

7. З чого складаються гідравлічні втрати тиску?

Література:

1. Большаков В.А. Попов В.Н. Гидравлика. Общий курс: Учебник для вузов.-К.: Выща шк. Головное изд-во 1989.-215с.

2. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982.- 423 с.

3. Мандрус В.І., Лещій Н.П., Звягін В.М. Машинобудівна гідравліка. Задачі та приклади розрахунків. - Львів: Світ, 1995. - 264 с.

Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник / За ред. проф. І.Ф. Манежика. – К.: НУХТ, 2003. – 400 с.: іл.

4. Гідроприводи та гідропневмоавтоматика: Підручник/ В.О. Федорець, М.Н. Педченко, В.Б. Струтинський та інш. За ред. В.О. Федорця.-К. : Вища шк. 1995.- 463 с.

5. Свешников В.К. Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 512 с.

6. Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник / За ред. проф. І.Ф. Манежика. – К.: НУХТ, 2003. – 400 с.: іл.

Лекція № 7.

Тема: Режими руху рідини.

Мета вивчення: Набуття знань і навичок теоретичного визначення режимів руху рідини та освоєння методики розрахунків гідравлічних втрат по довжині потоку в умовах ламінарного режиму.

План:

• Ламінарний та турбулентний рухи рідини.

• Число Рейнольдса.

• Втрати напору на тертя по довжині труби.

• Розподіл місцевих напружень та швидкостей по перетину круглої трубки.

• Формула Пуазейля.

• Початкова ділянка ламінарного потоку.

Основний зміст