Пьезометрический напор определяется выражением

Обновлено: 04.11.2024


(кг/м 3 ) – плотность


(н/м 3 ) – удельный вес


ГИДРОСТАТИКА

р - давление или сжимающие напряжение (н/м 2 = Па)

Давление всегда направлено к поверхности по внутренней нормали.

Действует одинаково по всем направлениям (не зависит от угла наклона площадки)

Основное уравнение гидростатики:

рА = ро + рв; рв = h·γ

рА – абсолютное давление;

ро – давление действующее на поверхность жидкости;

рв – весовое давление, т.е. давление столба жидкости.

рв = h·γ

h глубина расположения точки;

γ – удельный вес жидкости.

При атмосферном давлении на поверхности:

рА = ра + ризб; ризб = hизб·γ

ра атмосферное давление;

ризб избыточное давление.

Закон Паскаля. Давление действующее на поверхность жидкости передается во все ее точки без изменения.

Любая горизонтальная плоскость проведенная в жидкости, является плоскостью равного давления.

Можем измерять величину давления эквивалентной ему высотой столба жидкости.

р = h·γ, отсюда h = р/γ

Например давление величиной в 1 атм. р = 1 кгс/см 2 соответствует

h = 10 м вод. столба

Сила давления жидкости на плоскую поверхность

Р = рсS = hсγS (н)

рс = hсγ – давление в центре тяжести при атмосферном давлении на поверхности

рс = hсγ + рМ, либо рс = hсγрВАК

hс – глубина расположения центра тяжести поверхности (м);

S – площадь поверхности (м 2 ).

Потенциальная энергия покоящейся жидкости величина постоянная, т.е. одинаковая для всех точек жидкости

Удельная энергия (напор) Э = Е/G = Е/mg (м)

Z + hп = НГС = Э = const

Z – геометрический напор;

hп пьезометрический напор;

НГС гидростатический напор или полная удельная потенциальная энергия жидкости.

ГИДРОДИНАМИКА

Q = V1ω1 = V2ω2 = const

Q – расход жидкости (м 3 /с);

V – средняя скорость потока (м/с);

Ω – площадь живого сечения потока (м 2 ).

Vi = Q / ωi – средняя скорость потока

Уравнение Бернулли для идеальной жидкости (при действии сил давления и сил тяжести)


где z - геометрический напор, м;

P/γ - приведенная пьезометрическая высота (если Р - абсолютное давление) или пьезометрическая высота (если Р - избыточное давление), м;

V 2 /2g - скоростной напор, м.


- гидростатический напор,

удельная потенциальная энергия жидкости

НГС = Э – гидродинамический напор или полная удельная энергия

Уравнение Бернулли для реальной жидкости (с учетом сил трения (вязкости)).


Σh = hпот = h + hм – потери энергии при движении жидкости от 1 до 2 сечений (м);

α= ЕКД КУ – коэффициент кинетический энергии (коэффициент Кориолиса);

h - потери по длине.


(м)

λ – коэффициент гидравлического трения f(Rе·Δ);

hм – потери на местных сопротивлениях.


(м)

РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ


Число (критерий) Рейнольдса


Для кругло-цилиндрических труб


(м)

RГ гидравлический радиус;

ω – площадь живого сечения потока (м 2 );

Х – смоченный периметр.

Ламинарный режим: Rе < Rекр ≈ 2320

Эпюра скорости при ламинарном движении.


umax = 2V; α = 2; λ = f(Rе); λ = 64/Rе; h = f (V 1…1,4 )

Турбулентный режим : Rе > Rекр

Профиль скорости при турбулентном движении


Толщина ламинарной пленки δ уменьшается с увеличением скорости V (числа Рейнольдса)

u V; α = 1…1,4

В турбулентном режиме имеется три вида трения:

Гидравлически гладкие русла

λ = f(Rе) λ = 0,3164/Rе 0,25

λ = f(Rе;Δ)


Шероховатое трение, квадратичная область турбулентного режима

λ = f (Δ); λ = 0,11(Δ /d) 0,25

h = f (V 1,7…2 )

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ (ИСТЕЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ


(м/с)


- коэффициент скорости

Но – действующий (расчетный напор (м)


(м 3 /с)

Читайте также: