Общие сведения о жидкости 1.1. Жидкость как физическое тело
Основные физические свойства жидкостей
Многокомпонентные жидкости
Дифференциальное уравнение равновесия жидкости
Равновесие твёрдого тела в жидкости
Уравнение неразрывности для элементарной струйки жидкости
Динамика идеальной жидкости
Интерпретация уравнения Бернулли
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости
Потери напора по длине
Экспериментальное изучение движения жидкости
Турбулентное движение жидкости
Кавитационные режимы движения жидкости
Истечение жидкости через насадки
Неустановившееся истечение жидкости из резервуаров
Движение жидкостей в трубопроводах
Сложные трубопроводы
Неустановившееся движение жидкости в трубопроводе 9.1. Постановка вопроса, требования к модели и допущения
Скорость распространения упругих волн в трубопроводе
Движкние газа по трубам 10.1. Основные положения и задачи
Безнапорное движение жидкости
Движение жидкости в безнапорных (самотёчных) трубопроводах
Движение вязкопластических жидкостей в трубах
Гидравлическая теория смазки 13.1. Ламинарное движение жидкости в узких щелях
Элементы теории подобия
Навигация
Безнапорное движение жидкости
Лекции по гидравлике
191065
знаков
4
таблицы
84
изображения
11. Безнапорное движение жидкости
При безнапорном движении жидкости часть периметра живого сечения потока жидкости ограничивается газовой средой, давление в которой равно атмосферному давлению. Типов безнапорных потоков достаточно много, это и безнапорное движение жидкости в трубах, и потоки жидкости в открытых руслах, и т.д. Тем не менее, несмотря на разнообразие таких потоков, с точки зрения гидравлики их можно разделить на установившиеся потоки с равномерным движением жидкости и неустановившиеся потоки, часто называемые быстротоками. Наибольший интерес для нас играют потоки первой группы, с которыми чаще всего приходится встречаться специалистам горной промышленности. Быстротоки, как правило, являются предметом изучения для специальных дисциплин гидротехнического профиля. Поскольку установившиеся потоки жидкости, независимо от их вида совершенно одинаковы, то расчёты параметров таких потоков общие и могут быть продемонстрированы на простом примере.
11.1. Классификация безнапорных потоков
Прежде всего, следует отметить, что сколь-нибудь совершенной и законченной классификации безнапорных потоков отвечающей их многообразию не существует, попытаемся выделить некоторые типы потоков по их основным признакам.
На начальной стадии разделим все потоки по их происхождению на две группы: естественные (природные) и искусственные (созданные человеком). К потокам первой группы будут относиться все реки и другие природные русла, отличающиеся от рек чаще всего лишь по названию, а не по своей сути.
Аналогичные две группы потоков можно выделить и по роли и назначению потоков: потоки жидкости, используемые как средство транспорта (естественные русла - реки и искусственные русла - каналы) и потоки жидкости как средство транспорта самой же жидкости (водоводы и др. гидротехнические сооружения).
Безнапорные потоки также можно разделить на заглублённые и наземные. К категории заглублённых относятся все виды безнапорных трубопроводов. Среди безнапорных трубопроводов можно выделить трубопроводы из стальных, бетонных, асбоцементных и другого типа труб; по сечению безнапорные трубопроводы можно разделить на круглые,
некруглые и трубопроводы специального сечения.
Среди наземных безнапорных потоков можно вы
делить гидротехнические системы, сооружаемые из
готовых элементов, когда водовод монтируется на трассе и обсаживаемые. При сооружении последних, как правило, предварительно сооружается земляное русло бедующего водовода (траншея, канава и др.), после чего такое русло обсаживается водоизоляционным материалом во избежание потерь при инфильтрации жидкости в почву. Наиболее часто встечающимися формами сечения таких водоводов являются водоводы трапециевидного (1), треугольного (2) и, реже всего, прямоугольного форм сечения (3).
Подавляющее число наземных потоков являются открытыми, т.е. сообщаются с атмосферой, однако, в тех случаях, когда необходимо предотвратить потери транспортируемой жидкости от испарения (в странах с жарким климатом), водоводы перекрывают. В ряде случаев водоводы монтируются над поверхностью земли на специальных опорах и мостовых переходах, создавая тем самым акведуки.
И, наконец, можно разделить безнапорные потоки на постоянно действующие и работающие в сезонном режиме.
11.2. Основные методы гидравлического расчёта безнапорных потоков Равномерное движение жидкости в безнапорном потоке поддерживается за счёт разницы в уровне свободной поверхности между начальным и конечным живыми сечениями потока. Чтобы движение жидкости в потоке было равномерным, должны быть выполнены следующие необходимые условия:
живые сечения потока вдоль всего русла должны быть одинаковыми как по размеру, так и по форме,
уровень свободной поверхности жидкости должен быть параллелен профилю дна русла,
шероховатость стенок русла должна быть одинакова по всей длине русла. При выполнении этих условий гидравлический расчёт сводится в основном к определению расхода в потоке жидкости, а также некоторых параметров потока.
Выделим в потоке жидкости двумя живыми сечениями (1-1 и 2 - 2) отсек потока длиной /. Центры тяжести сечений будут находиться соответственно на уровнях
и
от произвольно выбранной плоскости сравне
ния О -О и на глубинах соответственно
и
под уровнем свободной поверхности жидкости. Тогда запишем уравнение Бернулли для этих двух сечений потока.
Поскольку по условиям равномерности потока
и
, то уравнение
Бернулли примет вид:
t
?
где:
- потери напора по длине отсека потока /. Согласно известному уравнению Шези средняя скорость в живом сечении потока:
Величина скоростного коэффициента Шези С определяется по экспериментальной формуле Маннинга:
где: п - величина шероховатости стенок русла. Или по формуле Павловского:
где: 
при
при
Похожие работы
... и никто в России не отдавал себе отчета и не имел ясного представления о том, как работает вообще мировая политическая мысль и каким образом вообще совершаются мировые события. Дипломатия, политика в лучшем случае рисовались как система известных навыков и приемов, присущих дипломатическим канцеляриям. Оценка дипломатического таланта и умения сводилась к признанию известной сноровки и ловкости в ...
праведливы соотношения ... Пусть высота тетраэдра равна ... . Тогда его объём равен ... . Воспользуемся вторым законом Ньютона и со- ставим уравнение движения тетраэдра: ... ... где ... - ускорение центра масс тетраэдра. Переходя к пределу (устремляя ... ), получим ... Получим формулу Коши, утверждающую, что напряжения на гранях образуют систему взаимно уравновешенных ...
... самоиндукции и экстратоки замыкания и размыкания. Открытие явления электромагнитной индукции сразу же приобрело огромное научное и практическое значение; оно легло в основу электротехники. Работам Фарадея в области электричества положило начало исследование так называемых электромагнитных вращений. Из серии опытов Эрстеда, Араго, Био, Савара, проведенных в 1820 г., стало известно не только об ...
... фундамента. 59 Нормативный срок службы водозаборной арматуры, годы: А) 5; В) 10; С) 15; D) 20; E) 25. 60 Нормативный срок службы чугунных радиаторов, годы: А) 5; В) 10; С) 20; D) 30; E) 40. 61 Какой параметр ограничивается во всех инженерных системах? A) давление; B) скорость; C) температура; D) вязкость; E) расход. 62 Какая инженерная система рассчитывается для трех различных ...
0 комментариев