ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фильтрация и псевдоожижение из "Гидродинамика, теплообмен и массообмен" В предшествующих главах было дано введение в основы гидродинамики. Оно должно служить базой для решения многочисленных технических задач. Интегральные уравнения сохранения позволяют решать разнообразные задачи определения входного и выходного параметров процесса. Для некоторых простых случаев найдены решения уравнений движения, а для более сложных задач разработан метод анализа размерностей в сочетании с экспериментом. [c.175] Число задач, поддающихся аналитическому решению, будет непрерывно возрастать по мере усовершенствования математических и вычислительных методов. Поэтому инженеру насущно необходимо глубокое знание принципов, лежащих в основе этих методов. [c.175] При рассмотрении теории мы не хотели прерывать ход рассуждений, углубляясь в многочисленные практические примеры. В этой главе мы изложим применение основ гидродинамики к движению несжимаемой жидкости в трубах, в слоях насадки и при обтекании препятствий. [c.175] Главная задача настоящей главы — кратко изложить способы вычисления потерь энергии hf для различных встречающихся в практике случаев движения. [c.176] Перед членом, выражающим потери в прямой трубе, поставлен знак суммирования, так как эти потери могут вызываться движением через несколько последовательно соединенных отрезков труб различных длин и диаметров. Символом 2 обозначена сумма потерь на сжатие, а символом — сумма потерь на расширение потока (эти явления рассмотрены в гл. 5 и 6). Напомним, что потери в насосе учитываются коэффициентом полезного действия Т р. [c.176] Внутренняя поверхность промышленных труб не обязательно Является гидравлически гладкой Поэтому на графике коэффициента сопротивления (рис. 15. 1) приведены кривые для различных степеней относительной шероховатости. Графики рис. 15. 1 основаны на данных многих исследователей в обработке Мууди [116]. [c.176] Форма кривых для шероховатых труб отличается от той, которую получил Никурадзе для труб с искусствеппой шероховатостью (стенки труб были оклеены песком) — см. рис. 13. 9. [c.177] Вода при 16 С перекачивается по трубопроводу из резервуара в открытую емкость с расходом 380 л1мин. От резервуара к насосу ведет стальная труба диаметром 78 мм, а от насоса до установленной выше него емкости использована стальная труба 053 мм. Длины труб и арматура показаны на рис. 15. 4. Вычислить потребляемую насосом мощность, если его к. п. д. 70%. [c.179] Если будет определено это уравнение позволит вычислить и тем самым потребление энергии. Составные части потерянной энергии hf выражаются последними тремя членами уравнения (15. 2). [c.179] Используя рис. 15. 3, находим, что эквивалентная длина внутреннего насадка Борда равна 2,4 м, а открытой задвижки 0,51 м. [c.179] Таким образом, эквивалентная длина I участка трубопровода равна 2,4 6 + 0,51 -1. 9 = 17,9 ж. [c.180] По данным рис. 15. 1 легко вычислить значения Л и соответствующие значения /. На рис. 15. 5 представлен график зависимости / от Л. Его применение иллюстрируется следующим примером. [c.182] Горячая вода при 44° С вытекает из емкости, где уровень не меняется, по стальной трубе с внутренним диаметром 52 мм. Выход трубы расположен на 12 м ниже уровня в емкости. Эквивалентная длина трубопровода 45 м. Вычислить расход в л/мин. [c.182] В предыдущих вычислениях hf было принято равным 118, как получается из уравнения (1) в пренебрежении кипетической энергией. Если этот член существен, то поправку на него можно ввести впоследствии. [c.182] Течение в трубопроводной сети часто оказывается сложным, и для его описания может потребоваться решение системы многих нелинейных уравнений. При определении расходов в различных частях крупных распределительных систем могут оказаться полезными быстродействующие вычислительные машины. Следующий простой пример иллюстрирует некоторые принципы расчета. [c.183] Вода при температуре 20° С церетскает из емкости с постоянным напором по трубопроводу из стальной трубы диаметром 52 мм с эквивалентной длиной 15 м в точку, расположенную на 4,5 м ниже поверхности жидкости. В этой точке трубопровод разветвляется. Часть воды протекает по трубопроводу из трубы диаметром 40 мм с эквивалентной длиной 9 м в изливается на 9 л ниже уровня воды в емкости, а другая часть движется параллельно первой по трубопроводу диаметром 26 мм, эквивалентная длина которого 12 м, и изливается на 6 м ниже уровня воды в емкости. Найти средние скорости жидкости во всех трех участках. [c.183] Чтобы не усложнять задачу, не будем учитывать кинетическую эцергию и потери в арматуре и на сжатие и расширение потока. [c.184] Дальнейший расчет мы должны вести методом проб и ошибок. Сначала задается Api, так что из уравнений (1)—(3) можно определить hfi, hf / /з-Затем с помош ью метода, продемонстрированного в примере (15. 2), вычисляют ub i-, и Если эти значения не удовлетворяют уравнению (5), то выбирается новое значение Ар до тех пор, пока не будет найдено такое, при котором уравнение (5) удовлетворяется. [c.184] Если три найденные выше значения скорости подставить в уравнение (6), то правая часть окажется равной 2,9, а левая — 3,7. [c.184] Последующие замечания относятся только к турбулентному течению некоторые случаи ламинарного течения были рассмотрены в гл. 12. [c.185] Вернуться к основной статье