- •Гидравлика
- •Введение
- •1.2. XVII — начало XVIII века
- •1.3. Середина и конец XVIII века
- •1.4. Гидравлическая школа Франции
- •1.6. Зарождение и развитие гидравлики в России
- •2. Физические свойства жидкости
- •2.1. Предмет «Гидравлика». Основные понятия. Модели жидкой среды
- •2.2. Плотность
- •2.3. Удельный вес
- •2.4. Вязкость
- •2.5. Адсорбция и кавитация
- •Гидростатика
- •3. Гидростатическое давление
- •3.1 Силы, действующие в жидкости
- •3.2 Гидростатическое давление и его свойства
- •3.3. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера)
- •4.2. Свободная поверхность покоящейся тяжелой жидкости (при абсолютном покое)
- •4.3. Свободная поверхность при равноускоренном прямолинейном движении жидкости в сосуде (при относительном покое)
- •4.4. Свободная поверхность жидкости, равномерно вращающейся (вместе с сосудом) относительно вертикальной оси
- •5. Основное уравнение гидростатики в простой форме
- •5.1. Закон Паскаля
- •5.2. Абсолютное и манометрическое давление
- •5.3. Пьезометрическая высота
- •5.4. Вакуумметрическая высота
- •6. Простейшие гидростатические машины
- •6.1. Гидравлический пресс
- •6.2. Мультипликатор
- •7. Приборы для измерения давления жидкости
- •7.1. Классификация приборов
- •1) По характеру измеряемой величины различают:
- •2) По принципу действия приборы различают:
- •7.2. Жидкостные приборы
- •7.2.1. Ртутный барометр
- •7.2.2. Пьезометр
- •7.2.4. Чашечный манометр
- •7.2.5. Вакуумметр
- •7.2.6. Дифференциальный манометр
- •7.2.7. Микроманометр
- •7.2.8. Преимущества и недостатки жидкостных приборов
- •7.3. Пружинные приборы
- •7.3.1. Манометр с одновитковой трубчатой пружиной
- •7.3.2. Вакуумметр с одновитковой трубчатой пружиной
- •7.3.3. Приборы с мембранной пружиной
- •7.3.4. Преимущества и недостатки пружинных приборов
- •7.4. Поршневые приборы. Грузопоршневой манометр
- •7.5. Электрические приборы
- •Гидродинамика
- •8. Основные понятия в гидродинамике
- •8.1. Задачи и методы гидродинамики
- •8.2. Виды движения жидкости
- •8.3 Понятие о струйчатом движении жидкости
- •8.4. Гидравлические элементы потока
- •8.5. Уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности)
- •9. Уравнение бернулли и его применение в гидравлических расчетах
- •9.1. Уравнение Бернулли
- •9.2. Потери напора
- •9.3. Применение уравнения Бернулли в технике
- •9.4. Расходомер Вентури
- •9.5. Измерительная шайба
- •9.6. Струйный насос (эжектор)
- •9.7. Трубка Пито
- •9.8. Потери напора при равномерном движении
- •10. Определение потерь напора
- •10.1. Режимы движения вязкой жидкости
- •10.2. Местные сопротивления и потери энергии в них
- •10.3. Внезапное расширение трубы
- •10.4. Постепенное расширение. Диффузоры
- •10.5. Внезапное сужение трубы
- •10.6. Постепенное сужение трубы
- •10.7. Поворот трубы
- •10.8. Другие местные сопротивления
- •10.9. Потери напора в гидравлических системах
- •11.2. Расчет простого трубопровода
- •11.3. Примеры расчета трубопроводов
- •Гидроприводы
- •12. Гидравлические машины
- •12.1. Классификация насосов
- •12.2. Основные рабочие параметры насосов
- •12.3. Центробежные насосы
- •12.4. Схема и принцип действия центробежного насоса
- •12.5. Допустимая высота всасывания. Явление кавитации
- •12.6. Шестеренчатые насосы
- •13. Гидроприводы и гидропередачи
- •13.1. Назначение, достоинства и недостатки гидропривода
- •13.2. Устройство и принцип действия гидропривода
- •13.3. Принцип расчета объемного гидропривода
- •13.4. Жидкости, применяемые в гидросистемах
- •Задача 3
- •Решение.
- •Задача 4
- •Решение.
- •Задача 5
- •Решение.
- •Задача 10
- •Решение.
- •Задача 11
- •Решение.
- •Задача 12
- •Решение.
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
- •Гидравлика
10.4. Постепенное расширение. Диффузоры
Потери напора при переходе от труб меньшего диаметра к трубам большего диаметра можно уменьшить, если вместо внезапного применить постепенное расширение. При плавном расширении скорость жидкости будет постепенно уменьшаться, а давление увеличиваться и скоростной напор с меньшими потерями перейдет в давление. Такой плавно расширяющийся переход называется диффузором (рис. 16).
Рис. 10.2. Диффузор
Обычно диффузоры характеризуются двумя параметрами: углом расширения α и степенью расширения, определяемой отношением .
Жидкость в диффузорах течет без отрыва от стенок при угле α = 8-10˚; этот угол является наивыгоднейшим.
Потери напора в диффузорах состоят из потерь на трение и потерь на расширение .
Коэффициент сопротивления диффузора представляется суммой:
10.5. Внезапное сужение трубы
Внезапное сужение трубы, как и ее расширение, также приводит к потере напора (рис. 10.3). Потеря напора здесь обусловлена трением при входе в узкую трубу и потерями на вихреобразования. Вихреобразования вызываются тем, что поток не обтекает входной угол, а срывается с него и сужается; в кольцевом пространстве, вокруг суженной, части находится малоподвижная завихренная жидкость.
Рис. 10.3. Внезапное сужение трубы
Пройдя место сжатия, струя расширяется, и здесь наблюдаются потери на расширение. Полные же потери будут складываться из всех указанных потерь.
И.Е. Идельчиком была предложена полуэмпирическая формула для коэффициента внезапного сужения:
.
Потери напора будут равны:
.
В том случае, если определяются потери при выходе жидкости из резервуара достаточно больших размеров в трубу, то отношение можно считать равным нулю и коэффициент εвн.с.= 0,5.
10.6. Постепенное сужение трубы
Конически суживающаяся труба называется конфузором (рис. 10.4). При движении жидкости по конфузору происходит увеличение скорости и уменьшение давления. Так же жидкость движется от большего давления к меньшему, вихрей здесь не возникает.
Рис. 10.4. Постепенное сужение трубы
Они образуются только на выходе из конфузора в том месте, где коническая труба соединяется с цилиндрической (поэтому их надо плавно сопрягать). Потери напора в конфузоре в основном обусловлены трением и они меньше чем в диффузоре. Если учитывать явление вихреобразования, наблюдающееся на выходе из конфузора, то коэффициент сопротивления будет иметь вид:
,
где - степень сужения.
10.7. Поворот трубы
Поворот труб могут быть (рис. 10.5) без закругления (а) и с закруглением (б). В первом случае (а) будут наблюдаться большие области вихреобразований и отрыв жидкости от стенок; потери напора будут значительными. Во втором случае (б) плавность поворота уменьшает потери напора, но вихреобразования не исчезают. В обоих случаях величина потерь напора зависит от угла α. С увеличением угла α. Потери будут расти. Они определяются по общей формуле Вейсбаха:
.
Коэффициент εкол определяется экспериментально. Данные для εкол в зависимости от угла поворота, формы сечения и радиуса кривизны.
a)
б)
Рис. 10.5. Поворот трубы