Hidraulički otpor
U cjevovodima ( a. hidraulički otpor; n hydraulischer Widerstand; f. otpornost na hidrauliku; i. perdida de presion por rozamiento) otpornost na kretanje tekućina (i plinova) koje pruža cjevovod. G. s. u dijelu cjevovoda procjenjuje se vrijednošću „izgubljenog“ tlaka ∆p, što je onaj dio specifične energije protoka, koji se nepovratno troši na rad sila otpora. Sa stalnim protokom tekućine (plina) u kružnoj cijevi ∆p (n / m 2) određuje se formulom
Princip Arhimeda. Tijelo, potpuno ili djelomično uronjeno u tekućinu, napreduje se prema gore silom oblika jednakom težini tekućine pomičene tijelom. U skladu s ovim principom, tijelo dobiva potisak s modulom jednakim težini premještene mase tekućine. Korisna aplikacija je kada želite pronaći koliki je volumen tijela uronjen kada je u statičkoj ravnoteži: samo usporedite snagu Arhimeda i silu težine.
Ako tijelo ima Arhimedovu silu iznad njegove težine, tijelo će se početi ponovno pojavljivati; inače će se utopiti. Prije nego što prijeđete na dinamiku fluida, potrebno je utvrditi unutarnje trenje neke tekućine kako biste odvojili idealne tekućine od stvarnih, jer je ponašanje koje ih karakterizira potpuno drugačije.
Gdje je λ koeficijent. hidraulično upravljanje. otpor cjevovoda; u - usp. brzina protoka presjeka, m / s; D - int. promjer cjevovoda, m; L je duljina cjevovoda, m; ρ - tekućine, kg / m 3.
Lokalni G. s. ocjenjuje se formulom 
gdje je ξ koeficijent. lokalni otpor.
U procesu rada glavnih cjevovoda G. s. povećava se zbog parafina (naftovoda), akumulacije vode, kondenzata ili stvaranja ugljikovodičnih plinskih hidrata (plinovoda). Za G. smanjenje s. proizvoditi povremeno. unutarnje čišćenje šupljina cijev posebna. strugači ili razdjelnici. Cm. također hidraulički transport. V. A. Yufin.
Tamo gdje predstavlja koeficijent viskoznosti, koji je u odnosu na idealne tekućine uvijek jednak nuli, a u stvarnim može uzeti i vrlo velike vrijednosti. Drugi uvjet, tipičan za prave tekućine, postiže se čim brzina klizanja dosegne veću ili nižu vrijednost. Za tekućinu su promjene mase toliko neznatne da se mogu smatrati nerazumljivim, čak i ako nije idealna tekućina. Viskoznost, koja se može primijeniti na trenje krutine, ima tendenciju pretvaranja kinetičke energije u unutarnju energiju. Tekućina može biti rotacijska ili istisnuta.
- Režim protoka može biti stacionaran ili turbulentan.
- Tekućina može biti stisljiva ili nerazumljiva.
- Tekućina može biti viskozna ili ne viskozna.
Planinska enciklopedija. - M .: Sovjetska enciklopedija. Uredio E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .
Pogledajte što je "hidraulički otpor" u drugim rječnicima:
hidraulički otpor - Otpor na kretanje tekućine, što dovodi do gubitka mehaničke energije protoka. [GOST 15528 86] hidraulički otpor Otpor koji se pojavljuje u pokretnoj tekućini uslijed djelovanja vanjskog ili unutarnjeg trenja, a manifestira se ... Tehnička referenca prevoditelja
Tamo gdje određuje površinu tekućine koja se uzima u obzir. Ova je veličina tek određena, a može se izraziti i masom množenjem prve i masenog volumena. Najvažnije svojstvo toka je da je on invarijant gibanja idealne tekućine: uzimajući bilo koje dvije točke u kanalu, protok uvijek ostaje nepromijenjen!
Za pritiske postoji poseban zakon koji regulira zadržavanje u kanalu koji prolazi idealnim fluidom: Bernoullijev zakon. Kaže nam da je zbroj triju tlaka sačuvan, uzimajući bilo koje dvije točke kanala. Rotirajuća masa tekućine ima oblik konkavnog oblika s minimalnom točkom koja odgovara točki na slobodnoj površini na osi rotacije.
Otpornost na kretanje tekućina (i plinova) kroz cijevi, kanale itd., Zbog njihove viskoznosti (vidi HIDRODINAMIČKA OTPORNOST). Fizički enciklopedijski rječnik. M .: Sovjetska enciklopedija. Glavni urednik A. M. Prokhorov. 1983. ... Fizička enciklopedija
Isto kao hidrodinamički otpor, ali pojam se obično koristi u hidraulici ... Veliki enciklopedijski rječnik
Rotirajuće tekućine se uglavnom ne obrađuju, s izuzetkom eksperimenta male veličine, pa imajte na umu ravnotežnu površinu. Tamo gdje pokazuje udaljenost od osi rotacije i dubinu fluida u odnosu na vrijednost. Zakretanjem se stvara i hidrodinamički tlak, koji se mora uzeti u obzir kako bi se odredio gradijent tlaka.
Stvarne tekućine su one tekućine u kojima koeficijent viskoznosti nije jednak nuli: to se uvijek događa u prirodi, mada se voda može s dobrim aproksimacijom smatrati idealima. Praktična primjena viskoznosti događa se kada tekućina teče u kružnu cijev. Protok ostaje lameran, unatoč činjenici da su slojevi tekućine u osnovi cilindrični i imaju različita radijusa.
hidraulički otpor - 3,16. hidraulički otpor: gubici tlaka u kotlu, mjereno kao razlika tlaka u ulaznim i izlaznim cijevima pri volumnom protoku koji odgovara nazivnom toplinskom učinku [EN 303 1] Izvor… Rječnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
Važna posljedica je da se različiti slojevi ne kreću istom brzinom: maksimalna vrijednost jednaka je osi cijevi, a minimalna vrijednost koju pretpostavljamo s dobrom aproksimacijom je nula na zidovima cijevi. Pomoću ovih pretpostavki lako je pronaći brzinu koju tekućina uzima kao funkciju udaljenosti od osi cijevi.
Gdje pokazuje pad tlaka, duljinu kanala, polumjer cilindra i udaljenost od osi cilindra. Uzimajući u obzir protok duž svakog tankog cilindričnog sloja, lako je ustanoviti da je ukupni protok mase stvaran. I lakše možete odrediti glasnoću kroz poznati Poiseuilleov zakon.
Isto kao hidrodinamičko vučenje, ali ovaj se pojam uobičajeno koristi u hidraulici. * * * HIDRAULIČKA OTPORNOST HIDRAULIČKA OTPORNOST, isto kao hidrodinamički otpor (vidi HIDRODINAMIČKA OTPORNOST), ali pojam ... ... enciklopedijski rječnik
hidraulički otpor - hidraulinis pasipriešinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. otpor protoka; hidraulički otpor vok. Strömungswiderstand, m. hidraulički otpor, m; otpor protoka, n pranc. résistance hydraulique, f ... Fizikos termų žodynas
Zanimljivo obilježje pravih tekućina je turbulentni način rada. Sastoji se uglavnom od nepravilnog gibanja čestica, uzrokovanog u općenitom slučaju sudarom s preprekom. Kroz različite proračune možemo postići formulu po kojoj možemo pronaći koju vrijednost, način postaje turbulentan.
Nakon određene vrijednosti način postaje turbulentan. Zanimljivo je da za cilindrične cijevi ovaj broj ostaje više ili manje fiksan. Zanimljivo je, ali neobično, energija rasipanja energije po jedinici energije po jedinici mase tekućine u jednom protoku tekućine u cjevovodu danoj zakonom Darcy-Weisbach.
Otpor na kretanje tekućina (i plinova) kroz cijevi, kanale itd., Zbog njihove viskoznosti. Za detalje pogledajte hidrodinamički otpor ... Velika sovjetska enciklopedija
Kada se tekućina kreće u cijevi između nje i zidova cijevi, nastaju dodatne sile otpora, što rezultira inhibicijom čestica tekućine u blizini cijevi. Ova inhibicija zbog viskoznosti tekućine prenosi se na sljedeće slojeve, dalje odijeljene od površine cijevi, a brzina čestica se postupno smanjuje kako se odmiču od osi cijevi.
Rezultirajuće sile otpora T usmjerene su u smjeru suprotnom od gibanja fluida i paralelno je s smjerom gibanja. Ovo je sila hidrauličkog trenja (otpornost na hidraulično trenje).
Tamo gdje on ukazuje na konstantu fluida, koja nije povezana s Reynoldsovim brojem, kao što ima. Na kraju, možemo u turbulentnim uvjetima unijeti pad tlaka po jedinici duljine u cilindrični cjevovod; To se izražava zakonom. Gdje je konstantni koeficijent otpora.
Tijelo koje ulazi u tekućinu kreće se prilično specifičnim pokretom: prvo ubrzava jednoliko, a potom ravnomjerno. To je zbog činjenice da je sila otpora proporcionalna brzini i ubrzo dostiže silu koja nastoji izbaciti tijelo; općenito, kretanje sfere analizira se u viskoznoj tekućini; jačina otpora određena je Stokesovim zakonom.
Da biste svladali otpor trenja i održali jednoliko translacijsko gibanje tekućine, potrebno je da na fluid djeluje sila usmjerena prema njegovom kretanju i jednaka je vučnoj sili, tj. Potrebno je trošiti energiju. Energija ili pritisak koji su potrebni za svladavanje sila otpora naziva se izgubljena energija ili izgubljeni pritisak.
Naziva se gubitak tlaka na prevladavanju otpora trenja gubitak trenja ili gubitak glave duž duljine protoka (linearni gubitak tlaka) a obično su naznačeni h tr.
Tijelo podvrgnuto takvoj sili otpora imat će, kako je gore naznačeno, graničnu brzinu određenu formulom. Tamo gdje označava polumjer sfere. Ovaj posljednji odlomak usredotočen je na temu koja se često podcjenjuje, ali je od velike važnosti: jeste li se ikad zapitali zašto mali predmeti lebde na površini bez svrhe Arhimeda?
Iz definicije je jasno da je rad na promjeni slobodne površine tekućine. U nedostatku viskoznosti, razlika tlaka po površini tekućine može se izračunati prema Young - Laplaceovoj jednadžbi. Za ravnu površinu razlika tlaka očito nije ništa, već za sfernu površinu.
Međutim, trenje nije jedini mogući uzrok gubitka tlaka. Oštra promjena presjeka također odolijeva gibanju tekućine (takozvani otpor oblika) i uzrokuje gubitak energije. Postoje i drugi uzroci gubitka tlaka, poput nagle promjene smjera tekućine.
Gubitak glave uzrokovan naglom promjenom konfiguracije granice protoka (utrošeno na svladavanje otpora oblika)nazivaju se lokalni gubici glave ili gubitak pritiska na lokalni otpor a označeni su s h m.
Međutim, pravilo izbjegava mjehurić sapuna koji ima dvostruku razliku tlaka u odnosu na normalnu sfernu površinu. Zaključno, površina toroida ima razliku tlaka koja se može izračunati formulom. Uvijek povezan s površinskom napetošću, zanimljivo je govoriti o visini koju tekućina mora zauzeti u kapilarnoj cijevi, zakonu koji regulira ovu pojavu.
Tamo gdje označava kut dodira između tekućine i kapilarne cijevi, i stoji samo ako tekućina otapa stijenke. Oznake: fluorostatska i dinamika fluida - sve formule za tekućine - formule fizike za tekućine. Hidraulički prigušivači, regulatori protoka, regulacijski protoci.
Dakle, gubitak tlaka tijekom kretanja tekućine je zbroj gubitka tlaka uslijed trenja i gubitka zbog lokalnog otpora, tj .:
h S \u003d h mp + h m
Gubitak glave s ravnomjernim kretanjem tekućine u cijevima
Naći ćemo opći izraz za gubitak tlaka trenja tijekom jednolikog gibanja tekućine u cijevima, koji vrijedi i za laminarni i za turbulentni režim.
U mnogim je primjenama potrebno mijenjati brzinu hidrauličkih pogona, što se postiže promjenom protoka na njima. Među metodama kontrole brzine je uporaba pumpi s promjenjivim pomakom. Rješenje je pogodno za hidrauličke sustave s jednim pogonom, kao i za sustave s više mehanizama, od kojih samo jedan djeluje u bilo kojem trenutku. Međutim, u većini primjena, hidraulički sustavi imaju nekoliko pogona, od kojih neki rade istovremeno. U tim se slučajevima za regulaciju brzine koriste ventili za regulaciju protoka.
Ravnomjernim kretanjem prosječna brzina i raspodjela brzina po presjeku ostaju nepromijenjeni duž cijele duljine cjevovoda. Stoga je jednoliko pomicanje moguće samo u cijevima konstantnog presjeka S, jer će se u protivnom prosječna brzina mijenjati u skladu s jednadžbom:
v \u003d Q / S \u003d const.
Ravnomjerno kretanje odvija se u ravnim cijevima ili u cijevima s vrlo velikim polumjerom zakrivljenosti R (pravougaoni pokret)jer u protivnom prosječna brzina može se mijenjati u smjeru.
Uz to se može upisati i uvjet invarijancije prirode brzina fluida preko živog presjeka α
\u003d const, gdje α
– coriolisov koeficijent, Posljednji uvjet može se ispuniti samo s dovoljnom udaljenošću razmatranog dijela protoka od ulaza u cijev.
Poznato je da se u principu brzina protoka može mijenjati na različite načine, uključujući promjenom prolaza, promjenom diferencijalnog tlaka u hidrauličkom otporu ili dijeljenjem protoka. U skladu s tim, razvijeno je nekoliko vrsta protočnih ventila, od kojih se najčešće govori u članku. Prednosti protočnih ventila: elementarni dizajn, pouzdan rad, dobra dinamička stabilnost i visoka točnost upravljanja. Najznačajniji nedostatak je relativno veliki gubitak energije koji prati njihov rad.
Ako odaberete dva proizvoljna odjeljka u dijelu cijevi s tekućinom jednoliko tekućom 1 i 2 , tada se gubitak tlaka pri premještanju fluida između ovih odjeljaka može opisati pomoću Bernoullijeve jednadžbe:
z 1 + p 1 / γ \u003d z 2 + p 2 / γ + h tr,
gdje:
z 1 i z 2 - visinska razlika između središta odgovarajućih odjeljaka;
p1 i p2 - tlak tekućine u odgovarajućim odjeljcima;
γ je specifična težina tekućine, γ \u003d gρ;
h Tr - količina izgubljene energije (gubitak trenja).
Hidraulički prigušnici su uređaji koji mijenjaju prolaz i samim tim otpor protoka u određenoj cijevi ili žlijebu hidraulični sistem, Oni su najosnovniji uređaji za kontrolu brzine hidrauličkih pogona. Hidraulički prigušivači također su bitna komponenta većine hidrauličkih upravljačkih uređaja. Prigušnice se dijele u dvije glavne skupine - fiksne i podesive. Trajni prigušnici se izrađuju u obliku smjesa. Kao što njihova imena pokazuju, imaju rupe manjeg promjera, duge rupe malog promjera, kapilarne cijevi, vijčani kanali itd. s podesivim prigušivačem mijenja se prolaz ili dužina kanala leptirastog ventila.
Iz ove formule izražavamo vrijednost izgubljene energije h tr:
h mp \u003d (z 1 + p 1 / γ) - (z 2 + p 2 / γ).
Taj se izraz naziva jednačbom za jednoliko kretanje tekućine u cjevovodu. Ako je cijev smještena vodoravno, tj. Nema razlike u visini između njezinih dijelova, tada će jednadžba imati pojednostavljeni oblik:
h mp \u003d p 1 / γ - p 2 / γ \u003d (p 1 - p 2) / γ.
Podijeljeni su prema vrsti otvora ili zatvora. Na temelju ovog kriterija postoje sljedeće vrste prigušivača, uključujući: igla, klip, ploča, vijak, utor, utor itd. u skladu s kretanjem zatvarača - s paralelnim kretanjem i rotacijom.
Linearni i nelinearni prigušnici. Druga procjena glodala ovisi o prirodi protoka leptira za gas i rezultirajućim hidrauličkim gubicima. U linearnim prigušnicama gubici tlaka uglavnom se određuju viskoznošću, tj. hidraulično trenje pri prolasku kroz duge kanale. Gubitak tlaka je linearna funkcija protoka. Protok je laminarni, pa se ove prigušnice nazivaju i laminarne. Nedostatak ove vrste prigušnica je da viskozitet i, prema tome, hidraulički otpor visoko ovise o temperaturi radnog fluida.
Darcy-Weisbach formula za jednoliko kretanje tekućine u cijevima
Ravnomjernim kretanjem tekućine u cijevima, gubitak tlaka uslijed trenja duž duljine h l, određuje se sa darcy-Weisbach formula, vrijedi za okrugle cijevi, i u turbulentnom i u laminarnom načinu. 
Ova formula uspostavlja odnos između gubitka tlaka h l, promjera cijevi d i prosječnog protoka tekućine v:
U nelinearnim prigušnicama gubici tlaka uglavnom se određuju deformacijom protoka i stvaranjem vrtloga, koji su relativno niski ovisno o viskoznosti, tj. Temperaturi. S malim gubitkom viskoznog trenja, pad tlaka ovisi samo o kvadraturi protoka. Takvi se prigušnici nazivaju kvadratnim ili turbulentnim. Njihove karakteristike su praktički neovisne o temperaturi tekućine. Vrlo često se u njihovom dizajnu ugrađuje paralelni ventil za provjeru protoka u suprotnom smjeru, bez leptira.
Ovo je takozvani povratni ventil za gas. Proizvodi se i spajaju leptir i povratni ventil. Mogu istovremeno kontrolirati protok u dva kanala i predstavljaju dva simetrično smještena leptirasta ventila s povratnim ventilom u zajedničkom kućištu. U fig. 1 je moderan dizajn leptira za povratni ventil. Primjer je tipičan za hidraulički ventil koji je predviđen za ugradnju izravno na cjevovod. Tijekom lijevanja, ventil 5 se pritisne pritiskom i oprugne do sjedala.
h l \u003d λ v 2 / 2gd,
gdje:
λ je koeficijent hidrauličkog trenja (bez dimenzija);
g je ubrzanje gravitacije.
Za cijevi proizvoljnog presjeka u formuli Darcy-Weisbach koristi se koncept smanjenog ili ekvivalentnog promjera cijevnog dijela u odnosu na okrugli presjek.
U nekim se slučajevima koristi i formula.
h l \u003d v 2 l / C 2 R,
gdje:
v - prosječna brzina protoka u cijevi ili kanalu;
l je duljina dijela cijevi ili kanala;
R je hidraulički polumjer protoka fluida;
SA - chesi koeficijentpovezan s koeficijentom hidrauličkog trenja λ ovisnosti: C \u003d √ (8g / λ) ili λ \u003d 8g / C 2. Dimenzija Shezy koeficijenta je m 1/2 / s.
Da biste odredili koeficijent hidrauličkog trenja u različitim režimima i uvjetima kretanja fluida, razne načine i posebno empirijske ovisnosti raspored I. I. Nikuradze, formule P. Blasiusa, F. A. Sheveleva (za glatke cijevi) i B. L. Shifrinson (za grube cijevi), Sve ove metode i ovisnosti temelje se na Reynoldsovom kriteriju Re i uzimaju u obzir stanje površine cijevi.
Gubitak tlaka zbog lokalnog otpora
Kao što je gore spomenuto, lokalni gubici tlaka nastaju zbog prevladavanja lokalnog otpora stvorenog armaturama, priključcima i ostalom opremom cjevovodnih mreža, kao i promjenom smjera protoka tekućine (zavoji cijevi, laktovi itd.).
Lokalni otpori uzrokuju promjenu veličine ili smjera brzine fluida u pojedinim dijelovima cjevovoda, što je povezano s pojavom dodatnih gubitaka tlaka.
Kretanje u cjevovodu u prisutnosti lokalnih otpora je neujednačeno.
Gubitak glave kod lokalnih otpora h m (lokalni gubitak tlaka) izračunati prema Weisbachovoj formuli:
h m \u003d ξ v 2 / 2g,
gdje:
v - prosječna brzina u dijelu koji se nalazi nizvodno od lokalnog otpora;
ξ je bezdimenzijski koeficijent lokalnog otpora, određen za svaku vrstu lokalnog otpora prema referentnim tablicama ili utvrđenim ovisnostima.
Gubitak pritiska s naglim širenjem cjevovoda pronaći prema Borda formuli:
h ext \u003d ( v 1 – v 2) 2 \\ 2g \u003d ξ ext.1 v 1 2 / 2g \u003d ξ ext2 v 2 2 / 2g,
gdje v 1 i v 2 - prosječne brzine protoka prije i nakon širenja.
Naglim sužavanjem cjevovoda koeficijent lokalnog otpora određen je formulom:
h int.s. \u003d (1 / ε - 1) 2,
gdje je ε omjer kompresije mlaza, definiran kao omjer površine poprečnog presjeka komprimiranog mlaza u uskom cjevovodu i područja poprečnog presjeka uske cijevi. Taj koeficijent ovisi o omjeru kompresije struje n \u003d S 2 / S 1 i može se naći po formuli A. D. Altshul: ε \u003d 0,57 + 0,043 / (1,1 - n).
Vrijednost koeficijenta ε u proračunu cjevovoda uzima se iz referentnih tablica.
Oštrim okretanjem cijevi kružni presjek pod kutom α koeficijent otpora može se naći formulom:
ξ α \u003d ξ 90˚ (1 - cos α),
gdje:
ξ 90˚ je vrijednost koeficijenta otpora za kut 90˚, koji se za točne proračune uzima iz referentnih tablica, a za približne proračune uzima se ξ 90ξ \u003d 1.
Slične metode provode odabir ili izračunavanje koeficijenata otpora za druge vrste lokalnih otpora - oštro ili postupno suženje (širenje) cjevovoda, zavoja, ulaza i izlaza cijevi, dijafragme, uređaja za zaključavanje, zavarivanje šavova itd
Gore navedene formule primjenjive su za turbulentni režim tekućina s velikim Reynoldsovim brojem, kada je utjecaj viskoznosti tekućine beznačajan.
Kad se fluid kreće s malim Reynoldsovim brojevima (laminarni način rada) vrijednost lokalnih otpora malo ovisi o geometrijskim karakteristikama otpora i brzini protoka; veličina Reynoldsovog broja ima veći utjecaj na njihovu vrijednost.
U takvim slučajevima za izračun lokalnih koeficijenata otpora formula A. D. Altshulya:
ξ \u003d A / Re + ξ eq,
gdje:
A - neograničeni dio cjevovoda;
ξ equiv - vrijednosti koeficijenta lokalnog otpora u kvadratnoj regiji;
Re je Reynoldsov broj.
Vrijednosti parametra A i nekih lokalnih otpora dane su u referentnim tablicama i koriste se u praktičnom proračunu cjevovoda dizajniranih za kretanje tekućina u laminarnom režimu.
