1. Напишіть рівняння Бернуллі для елементарної цівки рідини, що рухається і поясніть, які параметри воно пов'язує.
2. Поясніть геометричний і енергетичний сенс рівняння Бернуллі?
3. Чим відрізняється рівняння Бернуллі для потоку реальної рідини від рівняння, складеного для елементарної цівки ідеальної рідини?
4. Чим обумовлені втрати напору в потоці реальної рідини?
5. Що таке гідродинамічний напір? Чому він дорівнює?
6. Від чого залежить швидкісний напір і чому він дорівнює?
Можливі теми доповідей і рефератів
1. Використання рівняння Бернуллі в приладах для вимірювання швидкості.
2. Трубчастий витратомір Вентурі.
3. Пристрій і принцип дії струминного насоса.
6. Гідравлічний розрахунок трубопроводів
Якщо в трубопроводі необхідно забезпечити витрата рідини Q, то реквізит для цього натиск Нпотр. - пьезометрические висота в початковому перерізі визначається за формулою
де - статичний напір, - сумарні втрати напору на опір в трубопроводі.
Сумарна втрата напору складається з втрат на тертя по всій довжині труби і місцевих втрат
= +
Для визначення втрат напору на тертя в трубах круглого перетину можна використовувати формулу Дарсі, яку для подальших розрахунків зручно виразити через витрата:
де l - довжина розглянутого ділянки трубопроводу; d - діаметр трубопроводу; λ - безрозмірний коефіцієнт гідравлічного тертя (коефіцієнт Дарсі).
При турбулентному русі коефіцієнт тертя залежить від числа Рейнольдса і відносної шорсткості труби εЗначеніяеквівалентной (абсолютної) шероховатостіΔ для різних труб представлені в Додатку 7.
Універсальною формулою, що враховує одночасно обидва фактори є формула Альтшуля:
Для гідравлічно гладких труб шорсткість на опір не впливає, і коефіцієнт опору однозначно визначається числом Рейнольдса:
Місцеві втрати напору визначаються за формулою Вейсбаха:
де υ - середня швидкість потоку в перерізі перед місцевим опором ζ - коефіцієнт місцевого опору (визначається формою місцевого опору і його геометричними параметрами).
C урахуванням формул Дарсі і Вейсбаха,
При раптовому розширенні труби втрата напору відбувається при введенні рідини в силові циліндри, пневмогидравлические акумулятори, фільтри та інші пристрої. Величина цієї втрати дорівнює швидкісному напору втраченої швидкості (теорема Борда):
Позначимо - коефіцієнт місцевих опорів при розширенні труби, гдеd1 і d2 - внутрішні діаметри перетинів труби перед і за розширенням.
У разі раптового звуження трубопроводу коефіцієнт місцевих опорів дорівнює
,
де S1 і S2 - площі перерізів труби до і після звуження.
Формула (6.6) справедлива для обох режимів, однак для ламінарного режиму зручніше використовувати формулу Пуазейля:
в якій необхідно замінити фактичну довжину трубопроводу розрахункової, яка дорівнює
,
де - довжина, еквівалентна всім місцевим гідравлічним опорам в трубопроводі.
Формула для розрахунку потрібного напору має вигляд
де для ламінарного режиму течії
турбулентного режиму течії
Характеристики потрібного напору і сумарних втрат напору трубопроводів = при ламінарному режимі являє прямі, при турбулентному - параболи.