Гидравлические потери при движении вязкой жидкости

Гидравлические потери при движении вязкой жидкости [c.132]

Одной из важнейших задач гидравлики, связанной с изучением законов движения вязкой жидкости, является определение потерь энергии (напора) движущейся жидкостью, изучение законов падения давлений и определение гидравлических сопротивлений в трубопроводах и других устройствах при протекании по ним жидкостей или при их обтекании. [c.5]

Выполнение критерия подобия (1.143) играет важную роль в задачах, где определяющими являются силы трения, например, при движении жидкости по трубам. Его физический смысл, как это видно из (1. 142), заключается в том, что число Re представляет собой соотношение между инерционными (числитель) и вязкими (знаменатель) свойствами в потоке. Это соотношение, как будет показано в параграфе 1.5, определяет режим движения жидкости, от которого существенным образом зависят потери напора в гидравлических системах. Если в потоке преобладают вязкие свойства (малые числа Re), то режим движения жидкости будет ламинарным (слоистым). В противном случае (большие числа Re) реализуется турбулентный (вихревой) режим движения. Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит при определенном числе Re, которое называется критическим и обозначается Re ,. [c.51]

Движение вязкой жидкости в общем случае сопровождается рассеянием энергии — преобразованием механической энергии в тепловую, т. е. гидравлическими потерями. Причиной возникновения потерь является сопротивление вязкой жидкости изменению формы. Это сопротивление для частицы вязкой жидкости выражается в том, что поверхностная сила взаимодействия частицы Р/ со смежными ей частицами имеет составляющую р,, касательную к поверхности — касательное напряжение. При ламинар= ном движении касательное напряжение обусловлено обменом количества движения между молекулами жидкости. Оно пропорционально скорости деформации и коэффициенту вязкости р., характеризующему физические свойства жидкости. [c.132]

Категорий гидравлических потерь. В общем случае структура потока в лопастной машине определяется не только формой и размерами каждого элемента проточной части в отдельности, но и их сочетанием. Как следует из механики движения вязкой жидкости, предшествующие состояния потока оказывают существенное влияние на форму движения в последующих элементах. [c.143]

Анализ причин возникновения гидравлических потерь в лопастных машинах на основе современных представлений механики движения вязкой жидкости приводит к целесообразности следующей классификации потерь [c.143]

Потери в диффузорах. Процесс преобразования кинетической энергии потока жидкости в давление представляет для лопастных машин исключительный интерес, так как их гидравлический к. п. д. в значительной мере зависит от совершенства этого процесса в различных элементах проточной части. Наиболее доступно изучение этого явления в каналах с постепенно расширяющимися сечениями — диффузорах, — исследованию движения вязкой жидкости в которых посвящено значительное число экспериментальных и теоретических работ. [c.148]

Выше были рассмотрены основы теории движения идеальной жидкости в лопастных машинах. Схема идеальной жидкости является основой для построения большей части расчетов элементов проточной части гидравлических машин. Все же она далеко не удовлетворяет всем потребностям теории гидравлических машин. Вопросы теории потерь в насосах, основные предпосылки, определяющие форму движения идеальной жидкости (постулат Чаплыгина, вихревая система в теории крыла конечного размаха), не могут быть рассмотрены без привлечения механики вязкой жидкости. Во многих случаях формы движения для реальной и идеальной жидкостей значительно различаются. Особенно это имеет место в условиях появления отрыва потока от обтекаемых поверхностей. В то же время задачи движения реальной жидкости в проточной части гидравлических машин математически столь сложны, что до настоящего времени не находят решения. Все это приводит к необходимости широкого привлечения эксперимента к развитию вопросов теории и методов расчета гидравлических машин. [c.68]

Возмущение, вызываемое телом в потоке идеальной жидкости, выражается только искривлением линий тока при обтекании контура тела. Сам контур тела является линией тока. Такое возмущение может быть названо возмущением формы. В потоке вязкой жидкости на возмущения формы накладываются возмущения, вызываемые вязкостью. В случае плохо обтекаемой формы тела вязкие возмущения существенно нарушают всю картину движения жидкости. При хорошо обтекаемой форме тела с плавными обводами вязкие возмущения почти не нарушают внешней картины течения, хотя динамическая сущность движения идеальной и вязкой жидкостей остается принципиально различной. В этом случае при больших значениях Не вязкие возмущения ограничены слоем незначительной толщины у поверхности контура — пограничным слоем — и спутной струей — гидродинамическим следом за телом. Гидродинамические потери в потоке сосредоточиваются преимущественно в пограничном слое и гидродинамическом следе. Основное же движение жидкости во внешнем потоке происходит почти без рассеяния механической энергии. Вихри, сбегающие с поверхности обтекаемого тела и располагающиеся в гидродинамическом следе, постепенно затухают, вследствие действия сил вязкости, и их кинетическая энергия переходит в тепловую. В лопастных. машинах вообще, и в частности в насосах, движение жидкости всегда происходит при больших значениях Ке, а элементам проточной части придается по возможности обтекаемая форма. Поэтому можно считать, что причинами возникновения потерь всегда являются процессы, происходящие в пограничном слое. При достаточно густых решетках лопастей в рабочих колесах и значительной протяженности каналов проточной части корпуса пограничные слои, сходящие с обтекаемых лопастей в форме гидродинамических следов, сливаются вместе и образуют общий завихренный поток. Пути сокращения гидравлических потерь в лопастных машинах должны основываться на анализе физических явлений у стенок, к рассмотрению которых мы и перейдем. [c.133]

Для газожидкостных смесей с вязкой жидкостью в том случае, когда скорости движения жидкой и газовой фаз одинаковы, применима квазигомогенная модель, в соответствии с которой плотность и скорости смеси принимаются равными среднеобъемному значению плотностей и скоростей жидкой и газовой фаз. Гидравлические потери на трение по этой модели определяются по следующей формуле —= С (рсм см)/(2 ,р). Однако при изменении режима движения смеси может изменяться численное значение коэффициента сопротивления I,. Квазигомогенная модель может быть применима для [c.53]

Основная причина этого заключается в особых свойствах илов, которые обладают качествами, присущими коллоидным жидкостям, т. е. имеют константы 0 — предельное напряжение сдвига или предел текучести пластичного тела и т], аналогичную вязкости в уравнении Ньютона для вязких жидкостей. Гидравлический расчет потерь напора при движении канализационных илов по трубам следует производить по формулам и экспериментальным графикам с учетом режима движения, физических свойств и особенностей состава осадков. [c.59]

Отметим, что газовый фактор существенно влияет на гидравлические потери. Особенно сильно это влияние проявляется при малых диаметрах трубы. С увеличением диаметра влияние газового фактора ослабевает. С ростом газового фактора связан рост расходного и, следовательно, истинного газосодержания в потоке. При этом увеличивается скорость движения жидкости, а поскольку гидравлические потери обусловлены, в основном, фактором вязкого трения в жидком компоненте смеси, то увеличивается и падение напора (см. пример 5.8). Среднее давление на втором расчетном участке бьшо меньше, чем на первом. Следовательно, больше бьш объемный расход газа и больше средний градиент давления. С увеличением объемного расхода жидкости характер влияния газового фактора на потерю напора остается неизменным. В табл. 5.5 приведены данные, аналогичные данным табл. 5.4, но при расходе жидкости 0,00275 м /с. Из приведенных таблиц видно, что диаметр трубопровода оказывает очень существенное влияние на падение давления в линии. Большое значение имеет также уровень расхода жидкой фазы. Этот вывод можно сделать на основе следующих соотношений, где представлено падение давления в линии длиной 1000 м, диаметром 0,064 м с выходом в атмосферу. Газовый фактор (по нерастворенному газу) составляет 145 м /м . [c.166]

В действительности движение жидкости по каналам рабочего колеса, образованньш лопастями и дисками, гораздо сложнее, чем это предполагалось при выводе величины Hi для плоского потока, образованного отдельными струями. Действительное распределение относительных скоростей бтдельных струй симметрично относительно оси. Действительное движение вязкой жидкости в каналах колеса будет вихревым и более сложным. Гидравлические потери в колесе будут иными, чем предполагалось раньше. При конечном числе лопастей будет система вращающихся каналов, имеющих форму диффузоров с лопастями, загнутыни назад. Поток при входе в канал будет обтекать лопасти, ко- [c.46]

При турбулентном режиме движения, когда Ке>4000, различают гидравлически гладкие трубы, т. е. такие, у которых шероховатость А меньше толщины вязкого подслоя бвязк. Потери напора в таких трубах, а следовательно, и Я, не зависят от шероховатости, а являются только функцией величины Не. Экспериментальные точки, характеризующие Я при течении жидкости в этих [c.86]