Изчисляване загубите на глави във водопроводи, вентилационни тръби, речни легла

Въз основа на формулите, събрани в тази статия,

беше съставена малка програма за изчисляване на загубите на налягане

в тръби за отопление и водоснабдяване, във вентилационни тръби,

в речните легла и улуци.

Изчислението се извършва основно според книгата

проф. А. В. Теплова Основи на хидравликата M.-L. Енергията от 1965 г.

Изчисляване загубите на глави във водопроводи, вентилационни тръби, речни легла

Потокът от вода и въздух е ламинарен (т.е. спокоен, гладък, иротичен) и турбулентен (вихър). При ниски скорости на потока движението е ламинарно. При високи скорости тя е бурна. Устойчивостта на движение в тръбите е ламинарен по характер много по-малко, отколкото при турбулентни. (В авиацията, с външния поток около крилата и корпуса, картината се обръща.). Границата на ламинарния поток до турбулентния поток се определя от критичното число на Рейнолдс.

За течности и въздух формулите са същите. И няма значение какъв размер на потока. Притокът на въздух през тръба с диаметър 5 мм, който доставя въздух на аквариума, и токът на Волга с ширина на километър на канала се подчиняват на същите закони на хидродинамиката.

За произволна форма на канала, по която се движи потокът, числото на Рейнолдс е:

когато:

А е площта на потока m 2,

л - влажен периметър m,

Критичното число на Рейнолдс, при което ламинарният поток се превръща в турбулентен поток, е 239.

За квадратни, напълно запълнени тръби, номерът на Рейнолдс е:

За правоъгълни, напълно запълнени тръби, номерът на Рейнолдс е:

Критичните числа за квадратни и правоъгълни тръби също са равни на 239.

За кръгли напълно напълнени тръби, номерът на Reynolds е различен:

При изчисляване на числото на Рейнолдс за кръгли тръби хидравличният радиус най-често се замества, а диаметърът на тръбата, който е 4 пъти хидравличният радиус

За избягване на съмнение, че е необходимо да се знае кои характеристика измерение, използван за изчислението. Ако хидравличния радиус на формула нарушение, тя трябва да бъде необходимо да се сравнят изчислената стойност с Re 239, и ако нарушение диаметър кръгла тръба, правоъгълна страна тръба или диагонално, критичния брой е 956.

Трябва да се добави, че числото на Рейнолдс е доста "замъглено" число. На турбулентност процеси силно влияе на първоначалното присъствието на vorticity поток, грапавост на повърхността, форма на тялото, който взаимодейства с потока. Следователно, критичните числа на Reynolds, равни на 956 за кръгли напълнени тръби и 239 за останалите случаи, не са много точни. В литературата могат да се намерят стойности, които се различават от дадените, с коефициент 2. В допълнение, има широк регион в преход между ламинарен и турбулентен поток, без ясно определени граници, като по този начин за заключване на преходната точка зависи от личността на експериментатора.

В програмата за изчисляване на загубите на глави за кръгли тръби, диаметърът е зададен, а в други случаи, за разлика от техниката на Teplov, четворен хидравличен радиус. Това се прави така, че критичният номер на Рейнолдс във всички случаи се оказва самотен и равен на 956.

Устойчивостта на течливо движение за ламинарен поток е пропорционална на скоростта на потока, а турбулентът е пропорционален на квадрата на скоростта на движение. При турбулентен поток съпротивлението в каналите се увеличава с нарастваща скорост много по-бързо.

Намаляването на налягането в кръгова тръба за ламинарен поток съгласно формулата Poiseuille в Re

когато:

?р - пад на налягането Pa,

V - скорост на потока m / s,