Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Внезапное расширение трубопровода
Рассмотрим расширение трубопровода от диаметра d, до диаметра d2(рис.5.9.). При внезапном расширении трубопровода поток срывается с угла и расширяется не внезапно, как труба, а постепенно, причем в кольцевом пространстве между потоком и стенкой трубы образуются вихри, которые и являются причиной потерь энергии.
При этом, как показывают наблюдения, происходит непрерывный обмен частицами жидкости между основным потоком и завихренной его частью. Рассмотрим два сечения горизонтального потока: 1-1 – в плоскости расширения трубы и 2-2 – в том месте, где поток, расширившись, заполнил все сечение широкой трубы. Рис.5.9. Внезапное расширение трубы. Так как поток между рассматриваемыми сечениями расширяется, то скорость его уменьшается, а давление возрастает. Поэтому второй пьезометр показывает высоту на большую, чем первый. Но если бы потерь напора в данном месте не было, то второй пьезометр показал бы высоту, большую еще на . Эта высота и есть местная потеря напора на расширение. Обозначим давление, скорость и площадь потока в сечении 1-1 соответственно через и S1, а в сечении 2-2 - и S2. Прежде чем составлять исходные уравнения, примем допущения: 1) распределение скоростей в сечениях 1-1 и 2-2 равномерное, т.е. ; 2) касательными напряжениями на стенке трубы пренебрегаем, ввиду малости по сравнению с силами давления; 3) давление по всему сечению 1-1, как показывают опыты, равно давлению на выходе из узкой части трубы, т.е. р1. Запишем для сечений 1-1 и 2-2 уравнение Бернулли с учетом потери напора на расширение, принимая z1=z2=0, получим (5.16) или
. (5.17) На основании теоремы об изменении количества движения (импульсов), с учетом принятых допущений можно записать
Откуда, разделив обе части уравнения на и учитывая, что , получим
или . (5.18) Подставляя (5.18) в (5.17), получаем , (5.19) т.е. потери напора при внезапном расширении равны скоростному напору от потерянной скорости. Полученное выражение носит название формулы Борда. Если учесть, что согласно уравнению расхода , то полученный результат можно представить в виде . Через площади Следовательно, для внезапного расширения трубопровода коэффициент потерь (5.20) Формула Борда хорошо подтверждается опытом при турбулентном течении и широко используется в расчетах (в случаях, когда сечение 2 берется достаточно далеко за местом расширения).
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 223. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |