CCF20120509081

lub

c\    Pi    C?    Pi

— + — + z_t = — + — + z₂ + I.h_s = H = const,    (13)

2g    y    2g    y

w którym składnik 2,h_s reprezentuje sumę wysokości strat energii mechanicznej. Wykreślną interpretację bilansu energii cieczy rzeczywistych wzdłuż strugi przedstawiono na rys. II-5.1. Sumę wysokości H = const nazywamy wysokością rozporządzają w danym przekroju.

Rozróżniamy dwa rodzaje wysokości strat energii, jakie występują podczas przepływu cieczy rzeczywistych przez przewody:

I. Wysokość strat miejscowych (lokalnych), spowodowanych np. zmianą kształtu geometrycznego przewodu, przewężeniem, kolankiem, zaworem itp., obliczamy z następującej zależności:

(14)

gdzie C jest współczynnikiem strat lokalnych. Wartości współczynników strat lokalnych wyznaczane są najczęściej metodą doświadczalną. Niektóre z nich zestawiono w tabl. 6,którą umieszczono na końcu książki.

2. Wysokość strat wzdłuż przepływu, nazywaną również wysokością strat liniowych, która występuje na skutek tarcia cieczy lepkiej o ścianki przewodu, obliczamy ze wzoru Darcy’ego:

(15)

c² /

gdzie / oznacza długość przewodu, d — średnicę przewodu, aż — współczynnik stral na długości lub inaczej — strat liniowych.

Wartość współczynnika X zależy od liczby Reynoldsa oraz od chropowatości ścian rurociągu. Możemy ją wyznaczyć z wykresu Nikuradsego (rys. 3, umieszczony na końcu książki), jak również obliczyć, korzystając przy tym z odpowiednich wzorów, leżeli ruch cieczy jest laminarny (Re < 2300), to

(16)

Dla burzliwego przepływu cieczy przez rury gładkie stosujemy najczęściej wzór Iłlasiusa

(17)

0,3164

lub wzór Burki

X = 0,21 Re^-0,21,    (18)

klóry obejmuje cały technicznie ważny obszar burzliwości.

Bardzo często, w obliczeniach dotyczących przepływów laminarnych cieczy lepkich przez przewody o przekroju kołowym, korzystamy z zależności, które zostały wyprowadzone przez Hagena i potwierdzone doświadczalnie przez Poiseuille’a. Jedną / nich, określającą prędkość cieczy w dowolnym punkcie przekroju kołowego o promieniu R = 0,5d, jest następujące równanie

v — ~~~{R^{1 2} p²),    (19)

4v

w którym spadek hydrauliczny (spadek wysokości ciśnienia na jednostkę długości)

(20)

natomiast objętościowe natężenie przepływu cieczy określa zależność

(21)

₌ ngJd*

^    128v '

Na powierzchni ciała stałego, poruszającego się w płynie lepkim, tworzy się warstwa przyścienna. Ustalony przepływ cieczy lub gazu w warstwie przyściennej opisują równania różniczkowe Prandtla:

19 p d²v_x

--— + V-r

p9x 9y²’

(22)

= 0.

1

0 p

2

pdy

0 V_x 0 V_y 0 x ⁺ 0y