От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при ламинарном режиме? При турбулентном режиме?

Коэффициент гидравлического трения зависит от характера стенки трубы (гладкая или шероховатая) и режима движения жидкости (ламинарное или турбулентное).

С увеличением Re коэффициент гидравлического трения монотонно уменьшается и при некотором значении Reпр практически достигает минимального значения. При дальнейшем увеличении числа Re коэффициент гидравлического трения остается постоянным.

С достаточной для практических расчетов точностью принимают, что в так называемой переходной области, т. е. при 2300 < Re < Reпр, коэффициент гидравлического трения зависит как от эквивалентной относительной шероховатости, так и от числа Re, а при Re > Reпр коэффициент гидравлического трения зависит только от эквивалентной относительной шероховатости и не зависит от числа Re.

 

Запишите дифференциальные уравнения гидростатики в векторной форме и в проекциях и объясните физический смысл входящих в них величин.

В векторной форме

F(с черточкой на верху)-1/р(плотность)*grad P=0, где F(с черт)=Xi+Yj+Zk

В проекциях

Система 3 диффер уравнений:

X-1/p(plotnost)*dp/dx=0, Y-1/p(plotnost)*dp/dy=0, Z-1/p(plotnost)*dp/dz=0, где X, Y, Z - проекции ускорений массовых сил, приходящихся на единицу массы

Физический смысл Grad P-это максимальная скорость нарастания давления по расстоянию. Это вектор, направленный в сторону возрастания давления, численно равный первой производной давления по расстоянию.

 

 

Что такое гидравлический и пьезометрический уклоны? Каковы их знаки?

Пьезометрическим уклоном называют изменение удельной потенциальной энергии жидкости вдоль потока, приходящееся на единицу его длины.

Изменение удельной потенциальной энергии положения вдоль потока жидкости, приходящееся на единицу длины, называют геометрическим уклоном i и определяют по формуле

где l — расстояние между сечениями потока.

Если гидравлический уклон всегда положителен, то пьезометрический может быть и положительным, и отрицательным. При равномерном движении жидкости, когда скорость по длине потока не изменяется, скоростной напор вдоль потока av²/ (2g) = const. Следовательно, пьезометрическая линия параллельна энергетической, и пьезометрический уклон равен гидравлическому.

 

Что называется поверхностью равного давления, каковы ее форма и уравнение в покоящейся жидкости, в случае ускоренного движения сосуда по горизонтальной плоскости и при вращении сосуда вокруг вертикальной оси?

Поверхностью равного давления называют такую выделенную в жидкости поверхность, гидростатического давления во всех точках которой одной и тоже. Для такой поверхности, очевидно, dp=0. 

Рассмотрим два примера такого относительного покоя. В первом примере определим поверхности уровня в жидкости, находящейся в цистерне, в то время как цистерна движется по горизонтальному пути с постоянным ускорением a (рис.2.6).

К каждой частице жидкости массы m должны быть в этом случае приложены ее вес G = mg и сила инерции P_u, равная по величине ma. Равнодействующая этих сил направлена к вертикали под углом α, тангенс которого равен

 

Так как свободная поверхность, как поверхность равного давления, должна быть нормальна к указанной равнодействующей, то она в данном случае представит собой уже не горизонтальную плоскость, а наклонную, составляющую угол α с горизонтом. Учитывая, что величина этого угла зависит только от ускорений, приходим к выводу, что положение свободной поверхности не будет зависеть от рода находящейся в цистерне жидкости. Любая другая поверхность уровня в жидкости также будет плоскостью, наклоненной к горизонту под углом α. Если бы движение цистерны было не равноускоренным, а равнозамедленным, направление ускорения изменилось бы на обратное, и наклон свободной поверхности обратился бы в другую сторону (см. рис.2.6, пунктир).

В качестве второго примера рассмотрим часто встречающийся в практике случай относительного покоя жидкости во вращающихся сосудах (например, в сепараторах и центрифугах, применяемых для разделения жидкостей). В этом случае (рис.2.7) на любую частицу жидкости при ее относительном равновесии действуют массовые силы: сила тяжести G = mg и центробежная сила P_u = mω²r, где r - расстояние частицы от оси вращения, а ω - угловая скорость вращения сосуда.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: