Движение на течности през тръбите - studopediya
Както следва от уравнението на Бернули, за да компенсира загубата на енергия (загуба на налягане) в началото на енергийния поток трябва да бъде по-голяма, отколкото в края.
Източници на енергия на флуидния поток. С първоначалната енергия форма zdayut специфичен потенциална енергия позиция (гео-метричен налягане) или предотвратяване на специфичен потенциал енергия среда (пиезометричната глава).
Потенциалният енергията, съхранявана в позиция налягане ба-Kah (фиг. 6.8, б) отглеждане на течността в областта на тежестта на височината на Neko-toruyu, която е първоначално геодезически главата.
Когато повърхността на течността в устройството за създаване на затворена газово налягане (фиг. 6.8, б), специфичен потенциалната енергия на налягането също така предоставя течност движение в тръба-жица. Такива устройства се наричат blowcase.
По-голямата част от енергията в началото на тръбопровода създава Naso-сом (фиг. 6.8, буква в). Помпа - хидравлична машина, prednazna-Ченай за предаване на енергия, за да флуида. Основният дял на тази енергия - енергия на налягането и отчасти - филмова матик.
пад на налягането по протежение на дължината на потока. Когато книгата е преместен на масата, след това изразходват енергия за преодоляване на силата на триене на масата. Когато течност движение на енергия ще бъдат изразходвани за пре-
Фиг. 6.8. Енергийни източници, които осигуряват движение на течност през тръби и: - съд под налягане; б - blowcase; в - помпа; - геодезически глава; - налягане на повърхността на течността
преодоляване на силите на триене в течността. Експериментално е доказано, че ако се образува течност потоци в стената на тръбата tonchay Избягващият с неподвижен слой на течността. Следователно, дори в стената на тръбата се съхранява течност триене.
Загубите на налягане поради триене по дължината на тръбата се определя по формулата
при което - коефициент на триене; L - дължина на тръбата; г - диаметър: V 2 / (2 g) - скорост на главата.
Очевидно е, че колкото по-голям тръба дължина / на, по-голяма консумация на енергия (налягане) за преодоляване на триенето. Обратно, с увеличаване на тръба с диаметър г на енергийните разходи са намалени, тъй като повърхността на триене става относително малък.
Стойностите на коефициента на триене. цитирано в фон кортежи зависимост от режима на флуида определя от броя на Рейнолдс, и в случай на разработен турбулентен поток - и от степента на грапавост на тръбата.
Ефектът на грапавост на величината на загубите на налягане са причинени, но образуването на вихри на тръбата издатъците нередности, Thr-buet разходи някои фракция енергийния поток. Разграничаване-ти абсолютно и относително грапавост.
Абсолютната грапавост (д) - височината на издатините неправилна stey на стените на тръбите. Това зависи от tovleniya тръба материал и процес-izgo. Абсолютните стойности на грапавост, дадени в препратките.
Относително грапавост - съотношението на абсолютната грапавостта на диаметъра на тръбата (Е / г). При определяне на коефициентите на триене на пациента обикновено използват реципрочните - характеризиращ грапавост-teristics (D / E).
Чрез увеличаване на увеличенията на грапавостта, а броят на вихри в загуба Witzlaus налягане. Например, загубите на главата в желязо тръба напред от стъкло, при равни други условия на.
Загуба на натиск върху местната съпротива. течност тръбопровод СКО растеж може да варира по сила и посока, поради наличието на канал завои, стеснения, определяне различни устройства за управление и т.н. В такива сайтове, наречени сайт неправителствени хидравлично съпротивление се дължи на инерцията евреин-кост се отлепи от стените и образуват вихрови зона. На вихри на част от потока от носа траж изразходват енергия. Пример Е-местен резистентност може да бъде внезапното разширение на потока и гладко въртене (прибиране) на тръбата, показана на фиг. 6.9. В първия случай стойността на скоростта на климата, във втория - нейната посока.
Фиг. 6.9. Примерите включват указания-ravlicheskih soprotivleniy- I - внезапното разширение дебит I - гладко въртене (прибиране) на тръбата
Head загуби на собствен местен импеданс оп-redelyayut формулата
Пълна загуба на налягане в тръбопровода. Производство на труда boprovody разнообразен както в подреждането в пространството, все още да оборудва своите устройства за контрол и спомагателно оборудване Ним.
Контролните устройства се използват за регулиране на флуиден поток или пълно припокриване поток (крана zadvizh Single), ограничаване на налягането в тръбопровода (клапан) на преносна течност само в една посока (V възвратен клапан) и други цели.
Спомагателни устройства, разположени по тръбопроводи-води включват течни почистващи (филтри) gidroakkumu-ньори (апарати за хидравличен удар падеж) и други.
Всички елементи на тръбопровода в хидравлични схеми са обусловени стандартно изображение. Те изобразяват самата тръба напълно солна линия.
Фиг. 6.10 е пример за прост тръбопровод верига. Нейното начало е маркиран с номера 1, а в края - фигура 2. Височината на повдигане на течно-MA маркирани. Движение на течност чрез тръбопровод загуба на налягане придружено едновременно по дължината и
Фиг. 6.10. Пример за прост тръба: 1.2 - съответно начало и край на тръбопровода; P2 - налягане; Т - линия (маркуч); 3 - клапан; ОК - възвратен клапан; F - филтър; - височина на повдигане на течност; - скорост на течността обемния дебит
местната съпротива. Тяхната сумиране за определяне на общата загуба на налягане в тръбопровода. За горната схема
къде. - загуби на налягане по дължината (триене); - загуба на едно предизвикателство - леко (общо два); - чрез преодоляване на съпротивлението на тръбопроводни вентили - zadvizh-ки, възвратния вентил и филтъра; - загуби на налягане на изхода от тръбата в резервоара. Имайте предвид, че местоположението на излизане тръба представлява особен случай на внезапно разширение, когато скоростта на евреин-кост пада до нула (в резервоара).
Задължително главата. Хидравлична глава в началото на тръбопроводи-вода, необходимо за предаване на него евреин кост с предварително зададена скорост на потока, наречен необходимата главата. Въз основа на неговите ценности е избран помпа марка.
Осигуряване изисква глава (енергийна плътност) в епруветка-жица, свързана с повишаването на течност височина. генериране то изисква пиезометричната глава края truboprovo га преодоляване на общите загуби главата в тръба-жица. Тези разходи са специфична енергия могат да бъдат представени, както следва, след форма;
верига тръбопровод е показано на фиг. 6.10 се нарича просто, защото той не разполага с клонове. Тръбопроводи с отговор-откриване на комплекс на повикване.
Две основни vida_ комплекс тръбопроводи, използвани в промишлена практика: паралелно свързване на тръби и сложно застой-ти ред.
Пример на паралелни тръби за свързване, показани на фиг. 6.11. Има общ основен поток поток течност е разделена в точка М на паралелни потоци за покриване на разходите по клоните, и равен. В точка-ке N потока се сливат. Очевидно е, но това потребление в линията РА вените в размер на клонове на разходи:
Фиг. 6.11. Пример на паралелен краката съединителни тръби: М, М - разделяне точка и връзката на потока флуид; ,. - флуидите разходи в обща магистрала рейтинг поток и клони; 3 - клапан; ОК - възвратен клапан
Ръководител загуба в клоните ODI-Накова, тъй като те се появи-lyayut разликата на налягането в точките M и N са общи за двата клона:
Фиг. 6.12. Пример верига комплекс застой тръбопровод: АВ - линия; Нд CD - клонове; - течен поток в тръбопровода; , - флуидите разходи в клоновете; - височината на крайните точки на клонове; 3 -zadvizhka
Това уравнение е валидно, дори ако клоните са neodin-kovuyu дължина и диаметър, както и различни местни хидравлично съпротивление. Стойностите на разходите и Установяваме vayutsya-автоматично.
В задънена комплекс тръбопровод (фиг. 6.12) главен поток (раздел AB) е разделен на два потока (Вс и BD клон). Очевидно е, че размерът на разходите, в клоновете на тръбопровода е хиподрум в линията;
В решаването на практически проблеми обикновено са известни в клоновете на разходите, налягането при крайните точки (и HD) и заетост Noe тръбопровода пространствен включително височина крайна точка (а). Освен това, известно геометрични параметри (дължина и по диаметър) тръби, коефициентите на местна устойчивост и течни свойства (плътност и вискозитет). Общата цел, тъй като пра-правило се свежда до определяне на необходимата главата в точка А. Неговата стойност и потреблението трябва да знаете при избора на най-смуче.
При определяне на необходимия глава целия комплекс протриване-boprovod разделена на прости секции (AB, BC и BD) и тучни-DYT необходимите параметри в определени точки на веригата, като се излиза внимание от крайните точки (С и D) и се движат нагоре.
В диаграмата (вж. Фиг. 6.12) налягането в точка Б е еднакъв за общите части BC и BD. С различни скорости на потока и други пара метри клонове изчислени стойности на необходимото налягане (виж екв. (6,7)) за неравни клонове. За допълнителни изчисления ши-високата избран от получените стойности.
При определяне на необходимата главата в началото на линията веригата обикновено се изхвърлят клонове BC и BD. Освен това изчисление CHECK DYT като за прост AB канал в известен натиск в края на това, равен.
За постигане на необходимите разходи и клоновете 1 или получаване на желаното съотношение на тези разходи използва клапан 3 вградени в клоновете.
Устройства за измерване на скоростта на потока. На производството скорост OS определяне поток се измерва с помощта на стесняване на устата roystv - газта поток. Най-простите конструктивни-ruktsii и широко разпространено устройство - диафрагмата. измерване Схема поток през диафрагмата е показано на фиг. 6.13.
Диафрагмата е диск с отвор солна дефинирани форма. Тя се закрепва между смесване камери, съвместно torye необходима за подобряване на точността на измерването. Тези камери са свързани с диференциален манометър рений-измерима разлика в налягането преди и след диафрагмата.
В секцията 1-1, ограничението да тече, скоростта му е равна на налягането в този раздел -. Чрез намаляване кръстосан поток секцията 2-2 в скоростта му се увеличава до стойност. С други думи, увеличаване на динамичното налягане, или специфична кинетична енергия. Според уравнение налягане Бернули в раздел 2.2 става по-малка, отколкото в разрез 1- 1. Показва разлика даващи-ции и съответното ниво разлика евреин кост измерени чрез манометър.
Зависимостта на разликата в налягането на флуида-lyayut представени графично във формата на калибрационна крива, приложена
Фиг. 6.13. измерване Схема поток чрез отвор: 1 - 1, 2-2 - сечение на потока; И. - съответно налягането в проценти течност STI и потоци в тези секции; - разликата в течни нива в габарита на диференциално налягане
за всеки конкретен отвор. Използването на такава крива на устройството може да се определи индикации за флуиден поток.
Вода чук. Феноменът на вода чукова е с произход от тръбопроводи с поток внезапно спиране течност. До момента имаме пренебрегвани му свиваемост, вярвайки, че обемът на промяна-SRI налягане течност не се променя. Но пренебрегване този имот не може да бъде течност на пневматични и хидравлични шок-небе.
Както се случва чук вода? Помислете за най-простия тръбопровод веригата (фиг. 6.14). Хоризонталната тръба 2 се движи евреин-костни при непрекъснато по време на геометрична та генерирани в кулата на вода 1. Така налягане определя на входа на тръбата също е постоянна и равна .От тръба монтиран кран тел К, чрез която да се възстанови -Indoor поток.
В остър затварящ кран внезапно спиране на част от течност, която е в дебелината на слоя. в непосредствена близост до чешмата. Останалата част от течността по инерция продължава движение напрежение, пресоване спря слой. Когато пресоване слой налягане vozras топи. Спира следващия слой, и т.н. Proish-ди компресия слоеве и увеличаване на налягането в посока от входа на тръбата за кран - простира "положителен" вълна налягане. Неговата скорост съответства на скоростта на звука - скорост Рас prostraneniya еластични трептения в течността.
Накрая, всички на течността в тръбата спря. увеличава налягането и стана повече от първоначалната стойност на входа на тръбата. Има разликата в налягането, при които течността се потече обратно, като се излиза от слой в близост до входа на тръбата. ; Когато налягането на флуида е намалена в тръбата за изтичане. Създадена на "негативна" вълна налягане размножителен от звука скоро Стю. Промяната на налягането в тръбата възниква като процес колебание с постепенно разпадане до пълно спиране на течност.
Налягане срещащи се в тръбата при пълно спиране хомо-ка се определя по формулата Zhukovskogo
Фиг. 6.14. Схема поява на вода чук в тръбата 1 - кулата вода; 2 - тръба; По - кран; - геодезически глава; в - скоростта на потока; - дебелината на течния слой е спрял
където V - начална скорост на потока; C - скоростта на звука в течността.
Като пример, ние определяме налягане, генерирана в трудността-бъде в резултат на вода чук, ако течност (вода) има плътност р = 1000 кг / м 3 и първоначална скорост V = 2 м / сек. Скоростта на звука във водата приема, че е с = 1500 m / сек. След НАЛЯГАНЕ зададена стойност = 1,000 • 1500 • 2 = 3 000 000 Ра (3 МРа). Ако приемем, че тубата е предназначена да работи при налягане от 0,6 МРа, естествено, когато хидравличното шок ще бъдат унищожени.
Как да се предпазя хидравличен уд-ра? Един от начините да се предотврати е да инсталирате вместо чешмяна значително припокриване на дебита или клапани. Структурно, те са оформени така, че стопилката поток се спира, но чрез намаляване на скоростта на флуида постепенно. В този случай, тя може да бъде само т.нар косвена хидравличен удар с леко увеличаване на налягането.
Ако се налага изисквания за технология на производство или технология остър сигурността спиране на потока течност, тръбопроводът може да инсталира специално устройство - акумулатор (въздух капачка) на. Когато по-SRI внезапно газ под налягане пресова в кухината на акумулатора, и евреите кост влиза в кухината, която предотвратява компресия в тръбата.
1.Това което учи хидравлика?
2. В каква е функцията на течността като физическо тяло?
3.Каква вземе предвид физичните свойства на течността в хидравликата?
4. Какво е хидростатично налягане? В какво единици за измерване на това-те? Какви са неговите качества?
5. Какво параметри са изчислени въз основа на основния уравнение на хидростатиката? Как действа налягането в течността с увеличаване на Glu боб? Какво е закон на Паскал?
6.Ot това, което определя силата на налягането на течността върху плоска стена?
7. Каква е скоростта на потока? Това зависи от скоростта на потока и площта на напречното сечение?
8. Какво е различен режим ламинарен поток течност на турбуленция-ТА? От това, което физически параметри зависи от появата на режим?
9. В, което е естествено (енергия) интерпретация на уравнение-neniya Бернули на?
10.Use Какво устройства на практика може да се измери величието на HN включени в уравнение на Бернули?
11. Каква е разликата от уравнението на Бернули за реални и идея-сови течности?
12.Nazovite възможни източници на енергия, за да се премести на евреите костта през тръбите.
13.Ot което засяга загубата на налягане (енергийна плътност) по дължината на потока?
14. Тъй като тръбните секции нарича местно хидравлично съпротивление-ми? Което се отразява загубите на налягане (специфичен Ener-OLOGY), за да се преодолеят тези съпротивления?
15. По какъв е принципът на добавяне загубата на налягане?
16. Какво е необходимо главата? На какво зависи?
17.Kakie апарат се използва за измерване на флуиден поток в тръбопровода?
18.Kakova причина вода чук в тръбите? Как да се предотврати?