Гидравлические потери

Гидравли́ческие поте́ри или гидравли́ческое сопротивле́ние — безвозвратные потери удельной энергии (переход её в теплоту) на участках гидравлических систем (систем гидропривода, трубопроводах, другом гидрооборудовании), обусловленные наличием вязкого трения[1][2]. Хотя потеря полной энергии — существенно положительная величина, разность полных энергий на концах участка течения может быть и отрицательной (например, при эжекционном эффекте).

Гидравлические потери принято разделять на два вида:

  • Потери на трение по длине — возникают при равномерном течении, в чистом виде — в прямых трубах постоянного сечения, они пропорциональны длине трубы;
  • Местные гидравлические потери — обусловлены т. н. местными гидравлическими сопротивлениями — изменениями формы и размера канала, деформирующими поток. Примером местных потерь могут служить: внезапное расширение трубы, внезапное сужение трубы, поворот, клапан.

Гидравлические потери выражают либо в потерях напора в линейных единицах столба среды, либо в единицах давления : , где  — плотность среды, g — ускорение свободного падения.

Коэффициенты потерь

Во многих случаях приближённо можно считать, что потери энергии при протекании жидкости[3] через элемент гидравлической системы пропорциональны квадрату скорости жидкости[2]. По этой причине удобно бывает характеризовать сопротивление безразмерной величиной ζ[4], которая называется коэффициент потерь или коэффициент местного сопротивления и такова, что

То есть в предположении, что скорость w по всему сечению потока одинакова, ζ=Δp/eторм, где eторм = ρw²/2 — энергия торможения единицы объёма потока относительно канала. Реально в потоке скорость жидкости не равномерна, в справочной литературе в данных формулах принимается среднерасходная скорость w=Q/F, где Q — объёмный расход, F — площадь сечения, для которого рассчитывается скорость[1]. Таким образом, средняя энергия торможения потока обычно несколько больше ρw²/2, см. Среднее квадратическое.

Для линейных потерь обычно пользуются коэффициентом потерь на трение по длине (также коэффициент Дарси) λ, фигурирующего в формуле Дарси — Вейсбаха[2]

,

где L — длина элемента, d — характерный размер сечения (для круглых труб это диаметр). Иначе в единицах давления

;

таким образом, для линейного элемента относительной длины коэффициент сопротивления трения .

Влияние режима течения в трубах на гидравлические потери

Поскольку при турбулентном режиме течения происходит расход энергии потока на преодоление вязкости при турбулентных колебаниях, гидравлические потери при ламинарном режиме течения жидкости значительно меньше, чем при турбулентном. Так, например, если бы в системах водоснабжения и отопления при существующих скоростях движения жидкостей возможно было бы поддерживать ламинарный режим течения, то напор насосов можно было бы уменьшить в 5—10 раз[источник не указан 4588 дней]. Изменение режима течения с ламинарного на турбулентный вызывает скачкообразное увеличение сопротивления (при некоторых скоростях, т.е. в некотором диапазоне чисел Рейнольдса, ламинарное течение неустойчиво, но в определённых условиях может существовать). В то же время коэффициент гидравлического сопротивления при ламинарном режиме обычно получается больше, чем при турбулентном, поскольку для ламинарных режимов характерны более низкие скорости. При ламинарном режиме сопротивление примерно линейно зависит от скорости (соответственно, коэффициент примерно линейно падает, например, в круглых трубах ). При турбулентном режиме в гидравлически гладких трубах (при небольших шероховатостях и небольших Re) зависимость имеет иной характер (для круглых труб ) и во всех практически реализуемых случаях лежит выше зависимости для ламинарного режима; при бо́льших числах Рейнольдса под влиянием шероховатости график λ претерпевает сложный изгиб, и начиная с некоторого критического значения при Re>Reкр (область автомодельности) λ зависит только от шероховатости.

Значение в технике

На преодоление гидравлических потерь в различных технических системах затрачивается работа таких устройств, как насосы, воздуходувки.

Для уменьшения гидравлических потерь рекомендуется в конструкциях гидрооборудования избегать применения деталей, способствующих резкому изменению направления потока — например, заменять внезапное расширение трубы постепенным расширением (диффузор), придавать телам, движущимся в жидкостях, обтекаемую форму и др. Даже в абсолютно гладких трубах имеются гидравлические потери[2]; при ламинарном режиме шероховатость мало на них влияет, однако при обычных в технике турбулентных режимах её увеличение, как правило, вызывает рост гидродинамического сопротивления. Основной способ борьбы с данным видом потерь в технике и коммунальном хозяйстве, это увеличение диаметра трубопровода.

В некоторых случаях (гравитационное отопление, бытовые АБХМ) данные потери имеют принципиальное значение, из-за чего сечение труб там значительно больше, чем могло бы показаться необходимым.

Иногда, напротив, требуется ввести гидравлическое сопротивление в поток. Для этого применяются дроссельные шайбы, газовые редукторы, редукционные и редукционно-охладительные установки, регулирующие клапаны, дроссели других конструкций, как например терморегулирующие вентили в холодильных машинах. По измерению давления на некотором элементе, график коэффициента гидравлического сопротивления которого известен, можно узнать скорость потока в некоторых распространённых типах расходомеров.

См. также

Ссылки

Примечания

  1. 1 2 Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям/ Под ред. М. О. Штейнберга. — 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1992. — C. 10
  2. 1 2 3 4 Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др.. — 2-е изд., перераб.. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 48—50, 84, 88.
  3. В гидродинамике жидкостью называется любая текучая среда, как капельная жидкость, так и газ.
  4. Также применяется обозначение ξ; буквы часто путают, иногда применяют для различения того, во входном или выходном сечении элемента измерялась скорость в формуле (для расширяющихся или сужающихся элементов).

Read other articles:

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Oktober 2022. Arena BenderThe American University's Washington College of Law Graduation Ceremony in Bender ArenaLokasi4400 Massachusetts Ave NWWashington, D.C., Amerika Serikat 20016Koordinat38°56′16″N 77°5′24″W / 38.93778°N 77.09000°W&#...

 

AlibiSutradaraRoland WestProduserRoland WestDitulis olehElaine Sterne CarringtonPemeranChester MorrisMae BuschDistributorUnited ArtistsTanggal rilis20 April 1929Durasi90 menitNegara Amerika SerikatBahasaBahasa Inggris Alibi (The Perfect Alibi or Nightstick) merupakan film Amerika buatan tahun 1929 yang ditulis oleh Elaine Sterne Carrington, J.C. Nugent, C. Gardner Sullivan, Roland West dan John Griffith Wray berdasarkan drama panggung Nightstick karya Carrington, Nugent dan Wray. Film kr...

 

Lihat juga Nièvre (anak sungai Somme) Lambang departemen Nièvre ialah sebuah departemen di tengah Prancis yang dinamai menurut Sungai Nièvre. Sejarah Nièvre ialah salah satu dari 83 departemen yang tercipta selama Revolusi Prancis pada 4 Maret 1790. Diciptakan dari bekas provinsi Nivernais. Geografi Nièvre ialah bagian dari region Bourgogne masa kini, meski dahulu bukanlah bagian provinsi Burgundia, dan dikelilingi oleh departemen Yonne, Côte-d'Or, Saône-et-Loire, Allier, Cher, dan Loi...

Elevated body temperature due to failed thermoregulation This article is about hyperthermia as a condition. For hyperthermia as a treatment, see Hyperthermia therapy. Not to be confused with hypothermia. This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Hyperthermia – news · newspapers · books · scholar · JSTO...

 

Kosmografi Dinasti Zhou yang menggambarkan Huaxia dan Siyi: Dongyi di timur, Nanman di selatan, Xirong di barat, dan Beidi di utara. Beidi, Di Utara, atau Suku Barbar Utara adalah sejumlah kelompok etnis yang tinggal di sebelah utara Tiongkok (Huaxia) pada masa Dinasti Zhou. Pada awalnya mereka digambarkan sebagai suku yang nomaden, tetapi mereka tampaknya menggambungkan praktik peternakan, pertanian, dan perburuan, dan tidak sama dengan suku-suku nomaden di stepa Eurasia (Hu) yang tinggal di...

 

Langeland ialah pulau di Denmark yang terletak antara Sabuk Besar dan Teluk Kiel. Memiliki luas 285 km² (skt. 110 mil persegi), dan berpenduduk sekitar 15.000. Pulau ini memproduksi padi dan dikenal sebagai objek wisata. Sebuah jembatan menghubungkannya ke Taasinge dan Fyn. Secara administratif, pulau ini dibagi atas 3 kotamadya: Rudkøbing, Sydlangeland, dan Tranekær. Semuanya akan bergabung pada 1 Januari 2007 sebagai bagian dari reformasi skala nasional dan membentuk kotamadya Lange...

2002 video gameMat Hoffman's Pro BMX 2European PlayStation 2 box artDeveloper(s)Rainbow Studios (PS2 & Xbox)HotGen (GBA)Gratuitous Games (GC)Publisher(s)Activision O2Platform(s)PlayStation 2, Xbox, Game Boy Advance, GameCubeReleasePlayStation 2 & XboxNA: August 13, 2002EU: October 4, 2002Game Boy AdvanceNA: August 12, 2002EU: October 4, 2002GameCubeNA: October 8, 2002EU: December 6, 2002Genre(s)SportsMode(s)Single-player, multiplayer Mat Hoffman's Pro BMX 2 is a BMX video game endorse...

 

Основная статья: Экономика Республики Корея Промышленность Республики Корея — промышленный потенциал Республики Корея, составляющий треть от всего производства в экономике страны. За период с 1976 по 2006 гг. средний рост валового национального продукта составил 9 %. Дол...

 

Молитвы на сон грядущим Моли́твы на сон гряду́щим[1] (вече́рние моли́твы) — заключительная часть обязательного ежедневного регулярного молитвенного (келейного) правила прихожанина и клирика Русской православной церкви, а также некоторых поместных церквей, историч�...

College in Ontario Glendon CollegeCampus Glendon de l’Université YorkOther nameGlendon CampusMotto Alteri Sæculo For future generations Pour les générations futures TypePublicEstablished1966Endowment$270 million (CAD)ChancellorGregory SorbaraPresidentRhonda LentonPrincipalMarco FiolaAdministrative staff225Undergraduates2,071[1]LocationToronto, Ontario, CanadaCampusMidtown, suburban, 34.4 ha (85 acres)LanguageBilingual (English & French)AffiliationsACUFC, CNFS,[2] CUF...

 

Welsh professional golfer For the Australian actor, see Steve Dodd. For the Australian footballer, see Steven Dodd. For the police officer killed by an IRA bomb, see Harrods bombing. Stephen DoddPersonal informationFull nameStephen Christopher DoddBorn (1966-07-15) 15 July 1966 (age 57)Cardiff, WalesHeight5 ft 11 in (1.80 m)Weight187 lb (85 kg; 13.4 st)Sporting nationality WalesResidenceBarry, WalesCareerTurned professional1990Current tour(s)European Se...

 

Map of the United States Virgin Islands This is a list of the buildings, sites, districts, and objects listed on the National Register of Historic Places in the United States Virgin Islands. There are currently 88 listed sites spread across 16 of the 20 subdistricts within three islands/districts of the United States Virgin Islands. Four sites are additionally designated National Historic Landmarks and two others as National Historic Sites.           This Natio...

Paul Accola Nazionalità  Svizzera Altezza 175 cm Peso 82 kg Sci alpino Specialità Discesa libera, supergigante, slalom gigante, slalom speciale, combinata Squadra SC Davos Termine carriera 2005 Palmarès Competizione Ori Argenti Bronzi Olimpiadi 0 0 1 Mondiali 0 1 2 Mondiali juniores 0 1 1 Trofeo Vittorie Coppa del Mondo 1 trofeo Coppa del Mondo - Supergigante 1 trofeo Per maggiori dettagli vedi qui   Modifica dati su Wikidata · Manuale Paul Accola detto Pauli[1] (D...

 

American geologist This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Arnold Hague – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (March 2013) (Learn how and when to remove this message) Arnold HagueBornDecember 3, 1840Boston, MassachusettsDiedMay 14, 1917(1917-05-14) (aged 76)Washington, D.C.Education The ...

 

BoozaBooza dijual di toko es krim Bakdash di Souq Al-Hamidiyah di Kota Tua DamaskusJenisEs krimTempat asalSuriahDaerahDamaskusBahan utamaSusu, sahlep, damar mastik, gulaSunting kotak info • L • BBantuan penggunaan templat ini Booza (Arab: بوظة) adalah sejenis es krim Arab yang dikenal akan teksturnya yang elastis. Es krim ini juga dikenal karena sulit meleleh. Booza diklaim sebagai salah satu jenis es krim tertua di dunia, dan sering ditemui di kawasan Syam. Es krim ini ...

Soviet and Russian mathematician and political dissident Igor ShafarevichBornIgor Rostislavovich Shafarevich(1923-06-03)3 June 1923[1]Zhytomyr,[1] Ukrainian SSR, Soviet UnionDied19 February 2017(2017-02-19) (aged 93)Moscow, RussiaNationalityRussianAlma materSteklov Institute of MathematicsKnown forShafarevich–Weil theorem, Golod–Shafarevich theorem, Shafarevich's theorem on solvable Galois groups, Grothendieck–Ogg–Shafarevich formula, Néron–Ogg–Shaf...

 

Cet article est une ébauche concernant la chronologie du cinéma. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Chronologies Données clés 1979 1980 1981  1982  1983 1984 1985Décennies :1950 1960 1970  1980  1990 2000 2010Siècles :XVIIIe XIXe  XXe  XXIe XXIIeMillénaires :-Ier Ier  IIe  IIIe Chronologies géographiques Afrique Afrique du Sud, Algérie,...

 

Public transit agency of Fresno, California Fresno Area ExpressFAX bus operating on Route 3 in January 2022ParentCity of Fresno Department of TransportationFounded1887Service areaFresno and Clovis, CaliforniaService typeBus service, paratransitRoutes18Stops1,606Hubs2 (Downtown, Manchester)Fleet124 busesDaily ridership32,200 (weekdays, Q1 2024)[1]Annual ridership8,973,000 (2023)[2]Fuel typeCNG, Battery-electric, HydrogenWebsitefresno.gov/fax System map (August 2023) F...

Trofeo Eccellenza 2010-2011 Logo della competizione Competizione Trofeo Eccellenza Sport Rugby a 15 Edizione 23ª Organizzatore Federazione Italiana Rugby Date dal 9 ottobre 2010al 6 febbraio 2011 Partecipanti 6 Formula fase a gironi + incontro di finale Sede finale stadio Enrico Chersoni (Prato) Risultati Vincitore Rugby Roma(2º titolo) Finalista Mogliano Cronologia della competizione Coppa Italia 2009-10 Trofeo Eccellenza 2011-12 Manuale Il Trofeo Eccellenza 2010-11 fu l...

 

Dalam nama Korean ini, nama keluarganya adalah Do. Do Kum-bongLahir(1930-08-27)27 Agustus 1930Daegu, Korea SelatanMeninggal3 Juni 2009(2009-06-03) (umur 78)PekerjaanAktrisNama KoreaHangul도금봉 Hanja都琴峰[1][2][3] Alih AksaraDo Geum-bongMcCune–ReischauerTo Kum-pongNama lahirHangul정옥순 Alih AksaraJeong Ok-sunMcCune–ReischauerChong Ok-sunNama panggungHangul지일화 Hanja地一華 Alih AksaraJi Il-hwaMcCune–ReischauerChi Il-hwa Do Kum-bong (27 Agus...