Оглавление:
Вычисление потерь на трение
- Формула (7.8) широко используется в количественных расчетах. Именно поэтому было затрачено много усилий на разработку методов оценки потерь на трение Е в различных частях системы. Конечно, потери на трение можно найти, экспериментально определив все остальные члены формулы (7.8). Однако в большинстве случаев они ведут себя иначе: находят е по расчету, а затем применяют уравнение (7.8) для определения других величин, например, работы, необходимой для закачки жидкости в трубопровод, или скорости потока с известными рабочими значениями. Данный раздел посвящен изложению существующих теоретических методов нахождения значения Э.
Выведя уравнение (3.33) на основе интегрирования уравнения (7.7), было установлено (см. соотношения(7.17) 1） (7.21） Это означает, что величина Е представляет собой интеграл от локальной скорости диссипации механической энергии во всей системе. Для простых систем, использующих жидкость или газ, движущиеся слоями, величина E может быть непосредственно определена путем вычисления интеграла (7.21).Для наиболее распространенных систем с очень сложными конфигурациями течения и турбулентными режимами нет вопроса о точной оценке интеграла (7.21). Общий вид зависимости величины Е от гидродинамических и геометрических свойств системы может быть установлен с помощью размерного analysis.
В слоях, состоящих из частиц неодинаковых размеров, часто возникает разделение частиц: меньшие частицы постепенно сосредоточиваются возле верхней границы слоя. Людмила Фирмаль
Например, для несжимаемой ньютоновской жидкости формула (7.21) принимает вид: (7-22） Fo-это функция рассеяния (c -’), определенная на стр. 91. Интегрирование в правой части соотношения (7.22) выражается в безразмерной форме, вводя характеристическую скорость₀ a₀ и характеристическую длину G. с» =(р «’о ( > ’ / , » оп » О *’) УФ?’Л / *(7.23)） Здесь f; =(Y»₀) 2Ф»и ЛУ * = л (V/. Применяя те же линии вывода, что и в разделах 3.7 и 6.2, мы можем показать зависимость интегрального коэффициента (7.23), которая связана только с безразмерными группами, возникающими в уравнениях переноса импульса, и геометрическими факторами, входящими в соответствующие им граничные условия equations.
Если поток характеризуется одной значимой безразмерной группой, числом Рейнольдса He=, то он может представлять собой соотношение (7.23 В функциональном виде (7-24） / *- Число Рейнольдса и безразмерных функций различных размеров Геометрические факторы. Для стабильного потока удобнее работать с объемом E «= E «1iz, где u>= p 3-массовый расход его поперечного сечения section. As недвижимость Используйте скорость V, среднюю скорость и V§для характеристической длины 1₀.Тогда на ОИ、 Формула： (7-25） Где$- так называемый коэффициент сопротивления, и, конечно же, функция числа Рейнольдса и детерминированных безразмерных геометрических факторов.
- Коэффициент 1 / ₃ вводится в соотношении (7.25), придавая аналогичную форму форме ряда связанных отношений. Теперь рассмотрим соотношение между коэффициентом сопротивления и коэффициентом трения/, а также потерями на трение Eo и силой P, действующей со стороны жидкости на твердую поверхность, обтекаемую таким образом. Для этого рассмотрим частный случай стационарного течения несжимаемой жидкости Любой, но с постоянным поперечным сечением 5 и прямым каналом длиной L. Если течение происходит под действием градиентов давления и гравитационных сил (кроме того, когда жидкость движется в направлении силы тяжести), то уравнения (7.6) и (7.8) принимают следующий вид: равновесие импульса.
Баланс механической энергии Я₀ = -| ’ (Р1 — /г) + ^ (7-27） Если умножить обе стороны выражения (7.27) на p5 и вычесть результат выражения (7.26), то получится: (7-28） Кроме того, если поток жидкости турбулентен, то силу P можно выразить с помощью соотношения среднего гидравлического радиуса Hn(6.23). в результате выражение (7.28) преобразуется (7.29)） Также/является коэффициентом трения, который подробно описан. Формулы (7.29) и (7.25) сравнения、 =(б / кл)/.
Когда поток направлен вверх через уплотненный слой, то при определенной скорости жидкость начинает поднимать частицы так, что они будут двигаться друг относительно друга. Людмила Фирмаль
Поэтому потери на трение е прямой трубы с постоянной площадью поперечного сечения можно рассчитать по уравнению (7.29).При наличии различных «неисправностей»или сопротивлений (арматура, резкое изменение диаметра, клапаны, расходомеры и др.) в середине текучей среды, протекающей по трубе, формула (7. 29) становится недоступным: вклад должен быть уточнен с учетом упомянутой суммы сопротивления. Дополнительное сопротивление, обусловленное наличием препятствий, может быть представлено в той же форме, что и соотношение(7.25).Соответствующий коэффициент сопротивления может быть определен в одном из 2 ways. It это либо совместное решение уравнений макроскопического баланса, либо измерение.
Приблизительные значения некоторых коэффициентов$приведены в таблице. 7.1 [2].При оценке этих коэффициентов в качестве значения обычно использовали среднюю скорость потока той части, которая находится под препятствием. Если зависимость коэффициента 5 от числа Рейнольдса очень слаба, то был сделан прогноз турбулентного режима. Исходя из вышеизложенного, мы перепишем формулу (7.8) в приближенную form. It часто используется в расчетах. 0.45(1-Р） Является ли колено прямоугольником, а коленоx = 45?
Шаровой кран (открытый) задвижка (открытая） Быстрое сужение 11.4-0.9 1.3-1.9 0.3-0.4 6-10 0.2 Гидродинамические свойства турбулентности в системах с различной конфигурацией и дополнительным сопротивлением трубопроводов： | 2 + 8DL +G1-Yr₊I ’ 4- Где VK-средний гидравлический радиус, представленный соотношением (6.23). / — Коэффициент трения, определенный в Формуле (6.4). — коэффициент сопротивления, его значение равно Несколько систем представлены в таблице. 7.1.Величина, фигурирующая в первом члене формулы (7.30), является средней скоростью потока плоскостей I и II. величина в первой сумме соответствует среднему значению каждого прямого участка, где сумма равна performed. At последний.
Смотрите также:
