- •Гидравлика и гидравлические машины
- •Глава 1. Введение. Свойства жидкости
- •1.3.2. Температурное расширение жидкости
- •1.3.3. Вязкость
- •1.4. Понятие о кавитации
- •Глава 2. Гидростатика
- •Глава 3. Гидродинамика
- •1.1. Предмет гидравлики
- •1.2. Основные свойства жидкости
- •1.3. Физические свойства жидкости
- •1.3.1. Сжимаемость жидкости
- •1.3.2. Температурное расширение жидкости
- •1.3.3. Вязкость
- •1.4. Понятие о кавитации
- •Глава 2. Гидростатика
- •2.1. Гидростатическое давление
- •2.2. Основное уравнение гидростатики
- •2.3. Закон Паскаля и его применение в технике
- •Глава 3. Гидродинамика
- •3.1. Задачи и методы гидродинамики
- •3.2. Виды движения жидкости
- •3.3 Понятие о струйчатом движении жидкости
- •3.4. Гидравлические элементы потока
- •3.5. Уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности)
- •3.6. Уравнение Бернулли
- •3.7. Потери напора
- •3.8. Применение уравнения Бернулли в технике
- •3.8.1. Расходомер Вентури
- •3.8.2. Измерительная шайба
- •3.8.3. Струйный насос (эжектор)
- •3.8.4. Трубка Пито
- •3.9. Потери напора при равномерном движении
- •3.10. Режимы движения вязкой жидкости
- •3.11. Местные сопротивления и потери энергии в них
- •3.11.1. Внезапное расширение трубы
- •3.11.2. Постепенное расширение. Диффузоры
- •3.11.3. Внезапное сужение трубы
- •3.11.4. Постепенное сужение трубы
- •3.11.5. Поворот трубы
- •3.11.6. Другие местные сопротивления
- •3.12. Потери напора в гидравлических системах
- •Глава 4. Гидравлический расчет трубопроводов
- •4.1. Основные формулы и методы,
- •4.2. Расчет простого трубопровода
- •Глава 5. Гидравлические машины
- •5.1. Классификация насосов
- •5.2. Основные рабочие параметры насосов
- •5.3. Центробежные насосы
- •5.4. Схема и принцип действия центробежного насоса
- •5.5. Допустимая высота всасывания. Явление кавитации
- •5.6. Шестеренчатые насосы
- •Глава 6. Гидроприводы и гидропередачи
- •6.1. Устройство и принцип действия гидропривода
- •6.2. Принцип расчета объемного гидропривода
- •6.3. Жидкости, применяемые в гидросистемах
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
- •Гидравлика и гидравлические машины
3.11.2. Постепенное расширение. Диффузоры
П отери 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).
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:
. (3.87)
3.11.3. Внезапное сужение трубы
В незапное сужение трубы, как и ее расширение, также приводит к потере напора (рис. 17). 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.
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:
. (3.88)
Потери напора будут равны:
. (3.89)
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.
3.11.4. Постепенное сужение трубы
Конически суживающаяся труба называется конфузором (рис. 18). При движении жидкости по конфузору происходит увеличение скорости и уменьшение давления. Так же жидкость движется от большего давления к меньшему, вихрей здесь не возникает. 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 о бусловлены трением и они меньше чем в диффузоре. Если учитывать явление вихреобразования, наблюдающееся на выходе из конфузора, то коэффициент сопротивления будет иметь вид:
, (3.90)
где - степень сужения.
3.11.5. Поворот трубы
Поворот труб могут быть (рис. 19) 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:
. (3.91)
Коэффициент εкол определяется экспериментально. Данные для εкол в зависимости от угла поворота, формы сечения и радиуса кривизны.