Теоретические основы гидравлики и теплотехники. Ртищева А.С. - 68 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

67
4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
4.1. Сопротивления по длине
Первопричиной потерь энергии является сила внутреннего трения
(вязкости), однако ее действие проявляется по-разному. Твердые неподвижные
границы стенки всегда оказывают тормозящее действие на поток, которое
называется гидравлическим сопротивлением. В общем случае потери энергии в
гидравлических сопротивлениях слагаются из потерь в сопротивлениях по
длине и в местных сопротивлениях.
Рассмотрим движение
жидкости в прямой трубе постоянного сечения F с
некоторой постоянной скоростью w (рис. 4.1). Из баланса сил, действующих на
выделенный объем жидкости, ограниченный двумя поперечными сечениями и
внутренней поверхностью трубы, имеем
()
PlFpp
w
τ
=
−
12
,
(4.1)
где p
1
и p
2
– давление потока в выбранных поперечных сечениях;
τ
w
−
касательное напряжение трения на поверхности стенки; P – периметр
проточной части в поперечном сечении; l – расстояние между выбранными
сечениями.
Таким образом,
(
)
Pl
Fpp
w
12
−
=
τ
.
(4.2)
А для труб круглого сечения
(
)
l
dpp
w
4
12
−
=
τ
,
(4.3)
где d – диаметр трубы.
Напряжение трения
τ
w
принято выражать через коэффициент
гидравлического сопротивления (коэффициент сопротивления трения)
ζ
и
динамическое давление (скоростной напор) ∆p
д
244
2
w
p
дw
ρζξ
τ
=∆= .
(4.4)
Коэффициент сопротивления трения в общем случае зависит от
конфигурации граничных поверхностей и Re (числа Рейнольдса). Понятие
конфигурации включает в себя форму поперечного сечения и шероховатость
стенок.
Рис. 4.1. Движение жидкости в трубе

Страницы