Формулы гидравлики

 

  1. (кг/м3) – плотность

    (н/м3) – удельный вес

    ГИДРОСТАТИКА

    р - давление или сжимающие напряжение (н/м2 = Па)

    Свойства:

    Давление всегда направлено к поверхности по внутренней нормали.

    Действует одинаково по всем направлениям (не зависит от угла наклона площадки)

    Основное уравнение гидростатики:

    рА = ро + рв; рв = h·γ

    рА  абсолютное давление;

    ро  давление действующее на поверхность жидкости;

    рв – весовое давление, т.е. давление столба жидкости.

    рв = h·γ

    h – глубина расположения точки;

    γ – удельный вес жидкости.

    При атмосферном давлении на поверхности:

    рА = ра + ризб; ризб = hизб·γ

    ра – атмосферное давление;

    ризб – избыточное давление.

    Выводы:

    1. Закон Паскаля. Давление действующее на поверхность жидкости передается во все ее точки без изменения.

    2. Любая горизонтальная плоскость проведенная в жидкости, является плоскостью равного давления.

    3. Можем измерять величину давления эквивалентной ему высотой столба жидкости.

    р = h·γ, отсюда h = р/γ

    Например давление величиной в 1 атм. р = 1 кгс/см2 соответствует

    h = 10 м вод. столба

    Сила давления жидкости на плоскую поверхность

    Р = рсS = hсγS (н)

    рс = hсγ – давление в центре тяжести при атмосферном давлении на поверхности

    рс = hсγ + рМлибо рс = hсγ – рВАК

    hс – глубина расположения центра тяжести поверхности (м);

    S – площадь поверхности (м2).

    Потенциальная энергия покоящейся жидкости величина постоянная, т.е. одинаковая для всех точек жидкости

    Удельная энергия (напор) Э = Е/G = Е/mg (м)

    Z + hп = НГС = Э = const

    Z – геометрический напор;

    hп – пьезометрический напор;

    НГС –гидростатический напор или полная удельная потенциальная энергия жидкости.

    ГИДРОДИНАМИКА

    Уравнение неразрывности

    Q = V1ω1 = V2ω2 = const

    Q – расход жидкости (м3/с);

    V – средняя скорость потока (м/с);

    Ω – площадь живого сечения потока (м2).

    Vi = Q / ωi – средняя скорость потока

    Уравнение Бернулли для идеальной жидкости (при действии сил давления и сил тяжести)

    где z - геометрический напор, м;

    P/γ - приведенная пьезометрическая высота (если Р - абсолютное давление) или пьезометрическая высота (если Р - избыточное давление), м;

    V2/2g - скоростной напор, м.

     - гидростатический напор,

    удельная потенциальная энергия жидкости

    НГС = Э – гидродинамический напор или полная удельная энергия

    Уравнение Бернулли для реальной жидкости (с учетом сил трения (вязкости)).

    Σh = hпот = h + hм – потери энергии при движении жидкости от 1 до 2 сечений (м);

    α= ЕКД КУ – коэффициент кинетический энергии (коэффициент Кориолиса);

    h - потери по длине.

    (м)

    λ – коэффициент гидравлического трения f(Rе·Δ);

    hм – потери на местных сопротивлениях.

    (м)

    РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ

    Число (критерий) Рейнольдса 

    Для кругло-цилиндрических труб 

    (м)

    RГ – гидравлический радиус;

    ω – площадь живого сечения потока (м2);

    Х – смоченный периметр.

    Ламинарный режим: Rе < Rекр ≈ 2320

    Эпюра скорости при ламинарном движении.

    umax = 2V; α = 2; λ = f(Rе); λ = 64/Rе; h = f (V1…1,4)

    Турбулентный режимRе > Rекр

    Профиль скорости при турбулентном движении

    Толщина ламинарной пленки δ уменьшается с увеличением скорости V (числа Рейнольдса)

    u ≈ V; α = 1…1,4

    В турбулентном режиме имеется три вида трения:

    Гидравлически гладкие русла

    λ = f(Rе) λ = 0,3164/Rе0,25

    Смешанное трение

    λ = f(Rе;Δ)

    Шероховатое трение, квадратичная область турбулентного режима

    λ = f (Δ); λ = 0,11(Δ /d)0,25

    h = f (V1,7…2)

    СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ (ИСТЕЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ

    (м/с)

    коэффициент скорости

    Но – действующий (расчетный напор (м)

    Расход жидкости

    3/с)

    μ = φε – коэффициент расхода;

    ω – площадь проходного (живого) сечения потока (м2);

    Но – действующий напор (м).

Наш адрес
Наш адрес

Москва, ул. Душинская, 7/2

© 2020 ГидроСтанок - Проектно-производственное предприятие