2. Гидравлика. Механика жидкости и газа. Насосы, компрессоры и холодильные установки

1. Давление: свойства, виды, единицы измерения.

Свойства гидростатического давления:

1)направлено по внутренней нормали к площадке, на которую действует;

2)значение гидростатического давления не зависит от направления, т.е. является скаляром.

Виды давления:

1. Атмосферное

1кс*с= 9,81 Н

1 атм (физич. атмосфера)=101300 Па (вакуум)=760 мм.рт.ст.=10,33 м.вод.ст

1Б(бар)≈1 ат

2. (®)А:

3. (®)В:

2 Режимы течения жидкостей. Распределение скоростей при ламинарном и турбулентном режимах

С уществует два режима движения жидкости:

1)ламинарное – движение жидкости при малых скоростях, когда отдельные струйки жидкости двигаются параллельно оси потока без перемешивания;

2)турбулентное – движение жидкости при больших скоростях, когда отдельные частицы двигаются по изменяющимся в давлении траекториям и перемешиваются между собой.

Основными критериями, определяющими режим движения жидкости, являются: 1)средняя скорость движения жидкости V;

2)диаметр трубопровода d;

3)физические свойства жидкости ρ, μ.

Для однозначной характеристики режима движения жидкости служит критерий Рейнольдса:

Режим движения жидкости определяется критическим значением числа Рейнольдса Re_кр=2320. При значении, вычисленном по формуле критерия Рейнольдса меньше критического наблюдается ламинарный режим, в противном случае – турбулентный.

При ламинарном режиме стенки трубопровода, вдоль которых происходит движение покрываются прилипшими к ним частицами. Скорость движения жидкости у стенок трубопровода близка к нулю и возрастает по мере приближения к центру. При ламинарном режиме в цилиндрической трубе скорости в поперечном сечении изменяется по параболическому закону.

Т урбулентный поток жидкости, движущийся по трубопроводу или каналу, по границе поверхности труб имеется тонкий слой жидкости с ламинарным режимом движения, называемым ламинарным или вязким подслоем.

Основная центральная часть потока, называемая турбулентным ядром (движется турбулентно с одинаковой для всех частиц усредненной скоростью). Турбулентное ядро и ламинарный подслой связаны между собой переходной зоной. Переходная зона и ламинарный подслой образуют пограничный слой.

Внутренняя поверхность любого трубопровода обладает некоторой шероховатостью. Основной характеристикой является средняя величина выступов и неровностей, называемая абсолютной шероховатостью ∆, k. Шероховатость зависит от материала стенок, их обработки и изменяется с течением времени от коррозии и отложения различных осадков.

1.Если при движении потока жидкость в трубопроводе плёнка, обволакивающая выступы шероховатости (пограничный слой) полностью их перекрывает, то жидкость скользит по ламинарной плёнке и потери напора не будут зависеть от степени шероховатости стенки, такое движение будет называться движением по гидравлически гладким трубам.

Р ежим гидравлически гладких труб определяется на основании числа Re:

2.Если толщина плёнки меньше выступов шероховатостей, то трение жидкости происходит по шероховатой поверхности трубы и потери напора существенно зависят от шероховатости труб – движение по шероховатым трубам

,

где с – коэффициент Шези (м^0,5/сек),

R – гидравлический радиус,

n – коэффициент шероховатости.

Переходный режим – это когда толщина трубки соизмерима с выступами шероховатости