Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости




Для получения уравнения Бернулли необходимо просуммировать энергию всех элементарных струек жидкости и потери энергии при её движении.

Обозначим через Э1 и Э2 полные энергии потока в двух произвольно взятых сечениях 1-1 и 2-2. Тогда баланс энергий для взятой жидкости выразится уравнением:

Э12+ , (3.30)

где – полная энергия, потерянная жидкостью при движении на рассматриваемом участке.

Запишем баланс средних удельных энергий потока. Для этого поделим уравнение (3.30) на весовой расход потока . Получим:

, (3.31)

где – средняя потеря удельной энергии потока жидкости между сечениями 1-1 и 2-2, равная

. (3.32)

Данная зависимость является уравнением Бернулли для потока вязкой жидкости в первичном виде. Для получения уравнения в развёрнутом виде необходимо раскрыть выражения средних удельных энергий, каждое из которых сложится из средней потенциальной и средней кинетической энергии потока.

Поскольку для параллельно-струйных потоков величина удельной потенциальной энергии является постоянной во всех точках поперечного сечения потока жидкости, то средняя потенциальная энергия в каком-либо сечении может быть определена как сумма удельной энергии давления и удельной энергии положения, т.е.:

. (3.33)

Для определения среднего значения удельной кинетической энергии сначала найдём кинетическую энергию для всего потока жидкости в данном сечении. Полную кинетическую энергию найдём интегрированием энергий по всем элементарным струйкам в пределах данного сечения, перед этим умножим удельную кинетическую энергию струйки на элементарный весовой расход

. (3.34)

Поскольку распределение скорости по живому сечению определить довольно сложно, найдём кинетическую энергию потока через условную кинетическую энергию , вычисляемую по средней скорости

(3.35)

где - расход потока по массе жидкости.

Кинетическая энергия, подсчитанная по средней скорости, всегда меньше фактической кинетической энергии.

Отношение действительной кинетической энергии к кинетической энергии, подсчитанной по средней скорости обозначим через .

. (3.36)

Тогда фактическая кинетическая энергия выразится зависимостью:

. (3.37)

Поделив кинетическую энергию на весовой расход потока, найдём среднюю кинетическую энергию потока

. (3.38)

Тогда средняя удельная энергия потока в каком-либо сечении будет равна:

. (3.39)

Подставляя (3.39) в уравнение (3.31), окончательно получим уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости

, (3.40)

где и - коэффициенты кинетической энергии (Кориолиса), выражающие отношение действительной кинетической энергии потока к кинетической энергии, вычисленной в предположении, что скорости во всех точках живого сечения равны средней скорости потока (или характеризующие неравномерность распределения скоростей в соответствующих поперечных сечениях потока).

При практическом применении уравнения Бернулли (3.40) следует иметь в виду, что оно приемлемо только для параллельно-струйных потоков и потоков с плавно изменяющимся движением жидкости. Значения геометрических высот и давлений, входящих в это уравнение для напорных потоков принято брать по точкам, лежащим на оси потока.

Значения поправочных коэффициентов в общем случае могут изменяться в пределах от = 1, для абсолютно невязких жидкостей до = 2, для потоков, движущихся в ламинарном режиме. В практических расчётах при турбулентном режиме движения жидкости обычно принимают =1.05 … 1.10. В тех случаях, когда величина >> без особых потерь точности можно принимать =1.

 

3.8 Уклоны: геометрический, пьезометрический и гидравлический

 

Геометрическим уклоном называется падение геометрической линии струйки или потока жидкости на единицу длины. Для элементарной струйки, показано на рис. 3.8, на участке длиной l между сечениями 1-1 и 2-2 полное падение геометрической линии S-S равно разности геометрических высот .

Средний геометрический уклон на

Рис. 3.8 этом участке равен

. (3.41)

В случае, когда геометрическая линия криволинейна

. (3.42)

За геометрическую линию напорных потоков (в трубах) обычно принимается их осевая линия.

Пьезометрическим уклоном называется падение пьезометрической линии П-П на единицу длины струйки или потока жидкости.

. (3.43)

При криволинейной пьезометрической линии

. (3.44)

Гидравлическим уклоном называется падение напорной линии Н-Н на единицу длины струйки или потока жидкости

. (3.45)

Так как, , то гидравлический уклон выражает так же потерю напора на единицу длины струйки или потока жидкости.

. (3.46)

При криволинейной напорной линии

. (3.47)

Следует отметить, что геометрический и пьезометрический уклоны в различных случаях могут быть и положительными и отрицательными. Гидравлический уклон всегда положителен.

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1317 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Человек, которым вам суждено стать – это только тот человек, которым вы сами решите стать. © Ральф Уолдо Эмерсон
==> читать все изречения...

2279 - | 2133 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.