Расчёт безнапорных потоков - Конспект Лекций, раздел Философия, МЕХАНИКА
Расчёт Безнапорных Потоков Состоит В Решении Совместной Задачи О Пропуске...
Расчёт безнапорных потоков состоит в решении совместной задачи о пропуске расхода q при допустимых скоростях потока v и геометрических уклонах iгеом днища труб, каналов и т.д. Безнапорные (со свободной поверхностью) потоки наблюдаются в канализационных трубах, дорожных лотках, каналах; в природе — в реках, ручьях.
При расчёте безнапорных потоков вводится допущение о равномерном движении потока: геометрический уклон дна iгеом считается равным уклону свободной поверхности (пьезометрическому уклону) и гидравлическому уклону i . Другими словами, поверхность дна 1, свободная поверхность потока 2 и напорная линия 3 параллельны друг другу (рис. 16). Это упрощает расчёт, так как определяя гидравлический i, автоматически находят уклон дна iгеом.
Подчеркнём, что безнапорный поток имеет напоры! Дело в том, что термин «безнапорный» является традиционным, правильнее же его называть «поток со свободной поверхностью». Например, на рис. 16 в точках потока А и В напоры существуют, и их отметки могут быть зарегистрированы трубками Питo соответственно НАи НВ. Разность напоров НА – НВравна линейной потере напора hl на участке потока длиной l. Величина hl по принятому допущению равна Dz — разности высотных отметок дна в начале и конце участка, так как i = hl/l , iгеом = Dz/l, а i = iгеом.
Местные потери напора hм возникают в безнапорных потоках так же, как и в напорных, в местах резкой деформации потока: на поворотах, в тройниках, крестовинах, местных сужениях и т.д. Однако в расчётах безнапорных потоков величины hм обычно не учитывают.
При проведении гидравлического расчёта безнапорных потоков вводятся ограничения по скорости v (м/с), наполнению h/d (см. рис. 7,в) и уклону iгеом. Например, при расчёте канализационных труб должны быть выполнены три таких ограничения:
где dмм — внутренний диаметр трубы в мм.
Для расчётабезнапорныхпотоков широко применяется формула Шезu:
,
где R — гидравлический радиус (м); С — коэффициент Шезu.
Коэффициент Шезu можно определить по формуле Маннинга
,
где n — коэффициент шероховатости стенок трубы или канала;
R — гидравлический радиус, подставляемый вметрах.
Скорость потока связана с расходом соотношением вида
v = q/w.
Таким образом, приведённые формулы позволяют осуществлять гидравлический расчёт любых безнапорных потоков. Обычно для расчётов используются вспомогательные таблицы или номограммы, составленные на основе формулы Шези.
Отметим, что формула Шези справедлива для потоков с турбулентным режимом. Таких потоков на практике подавляющее большинство.
МЕХАНИКА... ЖИДКОСТИ И ГАЗА... Конспекты лекций СОДЕРЖАНИЕ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Расчёт безнапорных потоков
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Что такое механика жидкости и газа
Механика жидкости и газа (МЖГ) — это наука, изучающая закономерности покоя и движения жидкостей и газов. Студенты ПГС, ГСХ, ПСК изучают прикладную МЖГ, то есть те её закономерности, которые имеют п
Как пользоваться конспектами лекций
Прежде всего надо просмотреть их целиком, а затем внимательно прочитать от начала до конца. В конце книги имеются вспомогательные разделы:
— буквенные обозначения с предметным указателем
Основное уравнение гидростатики
Основное уравнение гидростатики гласит, что полное давление в жидкости p равно сумме внешнего давления на жидкость poи давления веса столба жидкости pж, то есть
Приборы для измерения давления
Давление в жидкости измеряется приборами:
¾ пьезометрами,
¾ манометрами,
¾ вакуумметрами.
Пьезометры и манометры измеряют избыточное (маноме
Эпюры давления жидкости
Эпюра давления жидкости ¾ это графическое изображение распределения давления жидкости по твёрдой поверхности, соприкасающейся с ней. Примеры эпюр для плоских и криволиней
Законы Архимеда и Паскаля
Практическое значение имеют два закона гидростатики: Архимеда и Паскаля.
Закон Архимеда о подъёмной (архимедовой) силе Fn , действующей на погружённое в жидкость тело,
Гидростатический напор
Гидростатический напор H — это энергетическая характеристика покоящейся жидкости. Напор измеряется в метрах по высоте (вертикали).
Гидростатический напор H
Уравнение неразрывности потока
Уравнение неразрывности потока отражает закон сохранения массы: количество втекающей жидкости равно количеству вытекающей. Например, на рис. 8 расходы во входном и выходном сечениях
Гидродинамический напор
Гидродинамический напор H (м) — это энергетическая характеристика движущейся жидкости. Понятие гидродинамического напора в гидравлике имеет фундаментальное значение.
Гидродинамиче
Уравнение Бернулли для жидкости
Рассмотрим поток жидкости, проходящий по трубопроводу переменного сечения (рис. 10). В первом сечении гидродинамический напор пусть равен H1. По ходу движения по
Разность напоров и потери напора
Различие в применении терминов «разность напоров» и «потери напора» с одним и тем же обозначением DH поясним на примерах.
Движение жидкости происходит только
Связь давления и скорости в потоке
Связь давления и скорости в потоке жидкости — обратная: если в каком-то месте потока скорость увеличивается, то давление здесь малo, и, наоборот, там, где скорости невелики, давлени
Режимы движения жидкости
При проведении гидравлического расчёта в первую очередь нужно выяснять: какой режим движения будет наблюдаться у данного потока?
Режимы движения всех потоков (напорных и бе
Расчёт напорных потоков
Расчёт напорных потоков сводится к нахождению неизвестных расходов q , скоростей v или потерь напора (разности напоров) DH. Для трубопроводов определяются их внутренни
Определения, термины и закономерности
Фильтрацией называется движение жидкости или газа в пористой среде. Под средой подразумевается твёрдая фаза.
Большинство сред являются пoристыми: грунты, бетон, кирпич и т.
Фильтрационные расчёты
В строительной практике большинство фильтрационных расчётов связано с определением водопритока грунтовых вод Q (м3/сут) в траншеи и котлованы, с целью заблаговременно
Плотность
Плотность газа r ( кг/м3)в зависимости от давления и температуры можно определить по формуле Клапейрoна
Приборы для измерения давления
Для измерения величины статического давления pст могут применяться следующие приборы:
—барометры (измеряют атмосферное давление);
—манометры (изм
Приведённое статическое давление
Статическое давление pст не выражает условия равновесия (покоя) газа. Например, газ покоится, но по высоте в разных его точках величина pст разн
Приведённое полное давление
В любой точке движущегося газа действует полное давление
pп = pст + pд ,
где pст — статическое давление (
Уравнение Бернулли для газа
Рассмотрим поток газа, проходящий по трубопроводу переменного сечения (рис. 27). В первом сечении приведённое полное давление равно pпр.п1. При прохождении по
Разность давлений и потери давления
Особенности терминов «разность давлений» и «потери давления» поясним на примерах.
Движение газа происходит только при наличии разности приведённых полных д
Режимы движения газа
При проведении аэродинамического расчёта в первую очередь нужно выяснить, какой режим движения будет наблюдаться у данного потока газа.
Режимы движения газовых потоков дел
Аэродинамика инженерных сетей
Инженерные сети вентиляции и отопления зданий рассчитываются по законам аэродинамики. При этом используется уравнение Бернулли для газа (см. с. 42), в котором фигурируют давления, а
Расчёт систем с естественной тягой
Работа печных труб и вентиляционных систем зданий, удаляющих дым и несвежий воздух из помещений, основана на естественной тяге Dpе — разности приведённых по
Расчёт систем с естественной циркуляцией
На рис. 29 схематично изображена система водяного отопления — это типичная система с естественной циркуляцией. Стрелками показан круговорот воды. За счёт чего же она «крутится»?
Архитектурно-строительная аэродинамика
При возведении зданий строители сталкиваются с воздействием ветра — с так называемыми ветровыми нагрузками. Потоки воздуха обтекают здания, сооружения, строительные механизмы (краны
Фильтрация газа
Фильтрация газа, то есть его движение через пористые среды, в области строительства имеет особое значение для ограждающих конструкций зданий: стен, покрытий.
Зимой холодн
Новости и инфо для студентов