Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
1 От чего зависит теплоемкость идеального газа. Связь между истинной и средней теплоемкостями (формула). Теплоемкость – это количество теплоты необходимое для изменения единицы количества вещества на 1оС(К). 1оС=1К. Теплоемкость идеального газа не зависит не от давления, не от объема, а зависит только от температуры. Иногда в оценочных расчетах теплоемкость идеального газа на основании результатов молекулярной кинетической теории газа берется величиной постоянной , не зависящей от температуры. Истинная теплоемкость «привязана» к конкретной температуре, средняя теплоемкость дается для заданных температур t1…t2. Средняя теплоемкость: . В инженерных расчетах истинная теплоемкость считается линейно зависящей от температуры: С=Со+аt, где Со и а –эмпирические коэффициенты определенны опытным путем. |
4 Уравнения адиабаты идеального газа (формулы). Адиабатный процесс – процесс без теплообмена с окружающей средой: dQs=0, энтропия S=const. Любой газ до 3 МПа можно условно считать идеальным, а до 50 МПа – с погрешностью. Идеальный газ - научная абстракция при которой полагается, что молекулы не имеют объема (считаются материальными точками) и отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия (силы взаимного притяжения, отталкивания). Уравнение адиабаты идеального газа: 1) Pvk=const, P1v1k=P2v2k…=Pvk=const, где Р абсолютное давление в (Па); Т – абсолютная термодинамическая температура, (К); v – удельный объем; 2) Еще уравнение: Тvk-1=const, Т1v1k-1=Т2v2k-1…Тvk-1=const; 3)Уравнение Пуассона (ур-е адиабаты идеального газа) ТР-((k-1)/k)=const, Т1Р1-((k-1)/k)=Т2Р2-((k-1)/k)…ТР-((k-1)/k)=const, показатель адиабаты: К=Ср/СV=Сμр/СμV; Ср>СV в К раз. |
|
2 Виды теплоемкостей: а) по процессам; б) по количеству вещества. Связь между Сp и Cv (формулы). Теплоемкость – это количество теплоты необходимое для изменения единицы количества вещества на 1оС(К). 1оС=1К. Теплоемкость может зависеть от единицы количества вещества и от вида процесса. По количеству вещества: 1) удельная теплоемкость С, (Дж/кг К); 2) мольная теплоемкость Сμ, (Дж/Кмоль К), С= Сμ/ μ, где μ- молекулярная масса (1 Кмоль –это количество вещества в 1 кг, численно равное его мольной массе μ); 3) Объемная теплоемкость СW, (Дж/м3К), т.к. объем вещества зависит от его давления и температуры, то в справочниках дается объемные теплоемкости приведенные к НФУ (Рн=101325 Па; Тн=273,15К(~0оС)). С= СW/ρн, где ρн – плотность газа при НФУ. Из уравнения состояния идеального газа (Менделеева – Клапейрона) Рν=RT, где Т – абсолютная термодинамическая температура (К); ν - удельный объем: ν=1/ρ – обратные величины, ν=W/m, (м3/кг), где W –объем; m- масса; R – удельная газовая постоянная (Дж/кгК), у каждого вещества свой величина, R=Rμ/μ=8314/μ (Дж/кгК), где 8314 – универсальная газовая постоянная. Рн= ρнRTн => ρн=Рн/RTн, где Р –абсолютное давление: Р=Рман+В, Рман -избыточное; Р=В-Рвак – если разряжение, где Рвак – показание вакуумметра. Связь между процессами: Т.к. теплота (как и работа) являются функциями процесса, то в каждом процессе своя теплоемкость, в соответствии с общим определением теплоемкости: 1) В адиабатном процессе С=dQ/dT, dQ=0, энтропия S=const, => удельная адиабатная теплоемкость: Сs=0, молярная адиабатная: Cμ=0, объемная адиабатная: Сws=0; 2) В изотермическом процессе Т=сonst, dT=0, => удельная изотермическая теплоемкость: СT=∞, молярная изотермическая: Cμ=∞, объемная изотермическая: Сws=∞. Связь между Ср и СV для идеального газа (любой газ до 3 МПа можно условно считать идеальным, а до 50 МПа – с погрешностью) можно определить с помощью уравнения Майера:Ср-СV=R, где СV – удельная изохорная; R –удел. Газовая постоянная; Ср – удельная изобарная. Уравнение Майера через мольное: Сμр- СμV= Rμ=8314, (Дж/КмольК), где Сμр- молярная изобарная; СμV – мольная изохорная. Показатель адиабаты: К=Ср/СV=Сμр/СμV; Ср>СV в К раз. Например для воздуха К≈1,4 (вообще для 2-х атомных газов). Показатель адиабаты слабо уменьшается с ростом температуры.
|
5 Теплота, работа и внутренняя энергия в простейших процессах (формулы). Простейшие процесс или изо процессы – это процессы, где какой то один из параметров (Р, Т, S, v) поддерживается постоянным. 1) В изохорном процессе v=const, Аv=0, из общей формулы работа: (Работа - площадь под кривой), где Р абсолютное давление в (Па).
По 1-у закону термодинамики: Qv=∆Uv; Изменение внутренней энергии: , где - средняя удельная изохорная теплоемкость в диапазоне от начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2; 2) Изобарный процесс. Работа Ар=Р(v2-v1), где v1 и v2 – удельный начальный и конечный объемы; Теплота , где - средняя удельная изобарная теплоемкость; J2-J1 – удельные энтальпии системы в начальном и конечном состоянии. (Используются в диаграммах: JS (для пара) и Jd (для влажного воздуха)). Изменение внутренней энергии: ; 3) Изотермический процесс Т=const, ∆U=0. QT=AT – теплота идет на совершение работы; Работа АТ=RTℓn(P1/P2)=RTℓn(v2/v1); 4) Адиабатный процесс – процесс без теплообмена с окружающей средой: энтропия S=const, dQ=0, As=-∆Us – работа совершается за счет внутренней энергии системы. Изменение внутренней энергии: ; Работа: As=(P1v1-P2v2)/(K-1) или As= RT/(K-1)[1-(P2/P1)(k-1)/k)]. |
|
3 Первый закон термодинамики. 1 закон термодинамики в деференциальной форме: dQ=dU+dA. В интегральной форме: Q=∆U+A. Теплота (Q) подведенная к системе идет на совершение системой работы (А) против внешних сил. Система - это тело или совокупность тел изучающая явления. Для ТГВ – это рабочее тело (газ, пар). а) Для изохорного процесса, где объем не меняется и работа равна нулю. Аv=0, v=const: 1-е начало термодинамики принимает вид: dQv=∆Uv; б) Для изотермического процесса Т=const и внутренняя энергия ∆Uт=0, (у идеального газа зависит от температуры): 1-е начало термодинамики принимает вид: QТ=АТ – вся подведенная теплота идет на совершение работы; в) Адиабатный процесс: энтропия S=const, dQ=0, ∆Us=-As – работа совершается за счет внутренней энергии системы. |
6 Связь между универсальной и удельной газовыми постоянными. Уравнения состояния идеального и реального газов (примеры). R=Rμ/μ=8314/μ (Дж/кгК), где 8314 – универсальная газовая постоянная; R – удельная газовая постоянная (Дж/кгК); μ- молекулярная масса. Пример: Rвозд=8314/28,96=287, (Дж/кгК) Идеальный газ - научная абстракция при которой полагается, что молекулы не имеют объема (считаются материальными точками) и отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия (силы взаимного притяжения, отталкивания). Любой газ до 3 МПа можно условно считать идеальным, а до 50 МПа – с погрешностью. 1) уравнение Менделеева–Клапейрона: Рν=RT, где Т – абсолютная термодинамическая температура (К); ν - удельный объем:ν=W/m, (м3/кг), где W –объем; m- масса; Р –абсолютное давление; РW= mRT; R=Rμ/μ => РW=mTRμ/μ, где m/μ =N – число Кмолей; РW=NRμT=8314NT. При высоких давлениях или очень низких температурах все газы не подчиняются уравнению Менделеева – Клапейрона, в этом случае используя уравнение состояния реального газа: 1) ур. Ван Дер-Ваальса: (Р+а/v2)(v-b)=RT, где a и b – константы; (а/v2) – поправка на межмолекулярные взаимодействия; b –поправка на собственный объем молекул. Из уравнения Ван Дер-Ваальса для высоких давлений и температур (>2000 K) пренебрегая поправкой (а/v2) получаем уравнение Дюпре: Р((1/ρ)-b)=RT. 2) Ур. Майера-Богомолова: , для низких давлений, разряжений к=1 => , где Вк и В – эмпирические коэффициенты. 3) ур. Вукаловича-Новикова (Ур. Водяного пара): Рv=RT[1-(A/v)-(B/v2)], где А и В – константы. Для водяного пара составлены таблицы и номограммы. 4) ур. Состояния с вириальными коэффициентами: Pv=Во+(В1/v1)+ (В2/v2), Во, В1, В2 – соответственно 0,1,2 – вириальные коэффициенты. |
|
7 Изображение простейших процессов в P-V и T-S диаграммах. Для наглядности изображаем процессы с т. А |
10 Конвективный теплообмен. Основной закон конвективного теплообмена. При tпов> tcреды. Теплообмен – это процесс теплоты между поверхностью и текучей окружающей средой. Закон Ньютона-Рихмана: q=α∆t,(Вт/м2), где ∆t – температурный напор, если tпов> tcреды, то (tпов- tcреды.); если tcреды> tпов, то (tcр- tпов.); α – коэффициент теплоотдачи, (Вт/м2оС), определяется экспериментально. Коэффициент теплоотдачи α зависит: 1) от вязкости жидкости, чем выше вязкость, тем меньше α; 2) От плотности (ρ↑, то α ↓); 3) от температуры, т.к. вязкость и плотность зависят от температуры; 4) От шероховатости (∆↑, то α↓); 5) от скорости движения (v↑, то α↓). Конвекция бывает естественная и вынужденная. Естественная – движение за счет массовых сил (силы тяжести). Вынужденная – движение за счет давления насоса, вентилятора. |
|
8 Политропный процесс (уравнения; теплота, работа и внутренняя энергия, теплоемкость). Политропный процесс – процесс непохожий на не один из простейших. Условились описывать такие процессы уравнения политропы: Pvn=const; Уравнение Пуассона: P1v1n=P2v2n=const, где n –показатель политропы, определяется в результате опытной кривой в Рv координатах. Тvn-1=const; TP-((n-1)/n)=const; Работа: Аn=RT1[1-(P2/P1) (n-1)/n]/(n-1), n=(-∞;+∞). Теплота: Q=Cn(T2-T1), где Cn- удельная теплоемкость политропного процесса: ; Изменение внутренней энергии:. |
11 Теплопередача через плоскую стенку. Теплопередача – это перенос теплоты от нагретой текучей среды к холодной текучей среде, через твердую стенку. Уравнение теплопередачи (плотность теплового потока): q=k(tж1-tж2), (Вт/м2); Тепловой поток: Q=qF= k(tж1-tж2)F, (Вт) где F- площадь; к – коэффициент теплопередачи: к=1/Ro, где Ro- термическое сопротивление теплопроводности: Ro=1/α1+∑δi/λi, где 1/α1 – конвективное термическое сопротивление; λ – термическое сопротивление теплопроводности. Температура внутри каждого слоя: ti+1=ti-qRi; Первая стенка: t1=tж1-q/ α1; Вторая стенка: tn+1=tж2+q/α2. |
|
9 Теплопроводность. Основной закон теплопроводности. Закон Фурье: , Числовое значение плотности теплового потока q=-λdt/dn, где dt и dn - производные t и n по нормали; λ, (Вт/мК) – коэффициент теплопроводности материала, определяется экспериментально, зависит от материала, температуры, влажности. Градиент это скорость изменения температуры по нормали к изотермической поверхности в данной точке, в данный момент времени. Тепловой поток не имеет направления: Q=qF, (Вт) где F- площадь ориентированная в пространстве.
|
12 Теплопередача через цилиндрическую стенку. Теплопередача – это перенос теплоты от нагретой текучей среды к холодной текучей среде, через твердую стенку. Для линейного теплового потока с 1 м трурыбы: qℓ=Q/ℓ=πk(tж1-tж2), (Вт/м2), где ℓ- длина, к – коэффициент теплопередачи: к=1/Ro, где Ro- термическое сопротивление теплопроводности: Ro=1/(α1D1)+∑Ri+1/(α2D2), где 1/(α1D1) – конвективное термическое сопротивление; ∑Ri – многослойное термическое сопротивление теплопроводности цилиндрической стенки: Ri=1/2λiℓn(Di+1/Di); D –диаметр; 1/α1-конвективное термическое сопротивление на внутренней поверхности; α2 - конвективное термическое сопротивление наружной поверхности. Температура поверхностей определяется через уравнения конвективного обмена: На внутренней стенке: t1=tж1-qℓ/πD1α1; На наружной стенке: tn+1=tж2+qℓ/πDn+1α2. |
|
13 Критический диаметр изоляции. Термическое сопротивление теплопроводности: Ro=1/(α1D1)+∑Ri+1/(α2D2), где 1/(α1D1) – конвективное термическое сопротивление; ∑Ri – многослойное термическое сопротивление теплопроводности цилиндрической стенки; D –диаметр; 1/α1-конвективное термическое сопротивление на внутренней поверхности; α2 - конвективное термическое сопротивление наружной поверхности. Rλ1=1/(2λc)ℓn(D2/D1); Rλn=1/(2λn)ℓn(Dn/D2); Rα1=1/(α1D1); Rα2=1/(α2Dn); Трубы изолируются для энергосбережения при этом выбирается критический диаметр: Ro= Rα1+Rλ1+Rλn+ Rα2; Так как Rλ изоляции увеличивается с увеличением диаметра изоляции Dизол, так Rα2 уменьшается с увеличением диаметра критического Dk, то Rо→min, Dmin – критический. Поскольку сопротивление уменьшается, то тепловой поток увеличивается и qmax=Dкрит. При нанесении изоляции тепловой поток увеличится. Добиться того, чтобы теплопотери уменьшились при любом диаметре изоляции можно смещением линии функции q=f(Dиз) влево на величину Dкр-D2, т.е.обеспечить условие Dкр≤D2, (тепловая изоляция будет эффективна). Из условия dRo/dDизол=0 => Dкр=2λиз/α2. Критический диаметр не зависит от размеров изолируемой трубы D2 => может принимать любое значение. Для того, чтобы изоляция была эффективна при любой ее толщине необходимо подбирать материал изоляции из условия: λиз≤D2/α22 |
16 Основные уравнения расчета рекуперативных теплообменных аппаратов. Рекуперативный теплообменный аппарат - теплопередача идет через стенку. 1) -площадь теплообменного аппарата; к – коэффициент теплопередачи: к=β/(1/α1+δс/λс+δн/λн +1/α2), где «н» накипь, «с» - стенка; α1 – коэффициент теплоотдачи; λ – термическое сопротивление теплопроводности; β –коэффициент загрязнения поверхности; Средне логарифмический температурный напор: , где ∆t′ и ∆t′′ - начальный и конечный температурный напор. а) t1′ и t1′′ - нач. и кон. греющий теплоноситель; б) t2′ и t2′′ - нач. и кон. нагреваемый теплоноситель; в) G1 и G2 – массовый расход греющего и нагреваемого теплоносителя, (кг/с). 2) Уравнение теплового баланса: Q=-∆J1=∆J2, (Вт) – Количество теплоты передоваемая от греющего теплоносителя равно уменьшению энтальпии греющего теплоносителя и увеличение энтальмии нагреваемого теплоносителя. Водяной эквивалент: w=сG; Q=w1δt1= w2δt2, где δt1и δt2 – изменение температуры теплоносителя. δt1= t1′′-t1′; δt2= t2′′-t2′. Массовый расход: G=ρvf, (м/с), где f – площадь живого сечения канала; v-скорость течения теплоносителя; ρ-плотность, (кг/м3). 3) Потери давления в теплообменнике: ∆р=ξρv2/2, где ξ – коэффициент сопротивления. |
|
14 Критериальные уравнения теории конвективного теплообмена. Закон Ньютона-Рихмана: q=α∆t,(Вт/м2), где ∆t – температурный напор; α – коэффициент теплоотдачи, (Вт/м2оС), определяется экспериментально. Результаты эксперимента записываются в виде криториальных уровнений: 1) Для вязкостного режима: Nu=C*Ren*Prm*ε1ε2…, где c, n, m – коэффициенты полученные в результате экспериментальных данных (const); εi –это поправки учитывающие особенности конкретного процесса (на температуру: Prст/Prж); 2) Гравитационный режим (преобладают силы тяжести): Nu=c(GrPr)nε1ε2; 3)Вязкостно-гравитационный режим: Nu=cRe(GrPr)m; 4) Вязкостный режим (вынужденный режим): Nu=cRenPrm. а) Число Нуссельта – это соотношение между переносом теплоты конвекцией и теплопроводностью через слой жидкости толщиной ℓо: Nu=αℓо/λ, где ℓо –определяющий размер; λ – кинематическая вязкость; б) Число Ренольдца – это соотношение сил инерции к силам вязкого трения: Re=vℓо/υ, где v – скоростной поток; в) Число Прандтля – это мера подобия полей скоростей и температурных полей: Рr=υж/аж, где а - коэффициент температуры проворности: а=λ/сρ ; г) Число Грасгофа – это отношение подъемных сил к силам вязкости в условиях термо гравитационной конвекции: Gr=gβ∆tℓо3/υ2ж, где β – коэффициент температурного расширения (воздух: β=1/t, K); д) Число Рэлея: Ra= GrPr= gβ∆tℓо3/(aυ2ж). |
17 Типы теплообменных аппаратов. Схемы движения теплоносителей. Теплообменник – это устройство в котором теплота от одного теплоносителя передается к другому теплоносителю. Бывают: а) нагревающие; б) охладитель. По принципу действия: а)Рекуперативные –теплота передается через стенку (теплоноситель не смешивается); б) Регенеративные –теплота передается через специальный теплообменный элемент, который периодически помещается из одной среды в другую(теплоноситель не смешивается); в)Смесительные – элеватор. Конструкции: 1) Труба в трубе; 2) Кожухотрубный; 3)трубчатые; 4) спиральный; 5)пластинчатые. Направления течения теплоносителей: 1) Прямоток: спиральные; 2) Противоток: кожухотрубные, труба в трубе; 3) Перекресное: трубчатые; 4) перекрестно-прямоточные: пластинчатые; 5) перекрестно-противоточные 6) многократно-перекрестные. 123456 |
|
15 Теплообмен излучением. Закон Стефана-Больцмана: Излучение – это теплообмен между телами разделенными прозрачной или полупрозрачной средой. На поверхности нагретого тела внутренняя энергия превращается в электромагнитное излучение, которое воспринимается холодным телом. Ео=σТ4 ,(Вт/м2) или Ео=Со(Т/100)4, где σ –константа Стефана-Больцмана; Со – излучающая способность черного тела. Уравнение теплового баланса: R+A+D=1; R=Qотр/Qпад; А=Qпогл/Qпад; D=Qпроп/Qпад; Тела бывают: 1) А=D=0 =>R=1: абсолютно белые (зеркальные); 2) R=D=0 =>A=1: абсолютно черное тело; 3) R=А=0 =>D=1: абсолютно прозрачное тело; 4) R+D=1 =>D=0: серое тело. Для серых тел вводится степень черноты: ε =E/Eo; Е= ε Со(Т/100)4=С(Т/100)4, где Е – повер. плотность потока излучения. |
20 Какие существуют режимы течения и чем определяется наличие того или иного режима. 1) Ламинарное течение – движение с маленькими скоростями, линия тока параллельна оси трубы. 2) Турбулентное –беспорядочное движение с перемешиванием. Число Рейнольдца: Re=Vcpd/υ, где d – внутренний диаметр трубы, υ – коэффициент кинематической вязкости жидкости. Re=0-2300 – режим ламинарный; Re=2300-4000 режим переходный; Re>4000 – турбулентный режим; Reкрн=2300 – критическое нижнее; Reкрв=4000 – критическое верхнее. Переход зависит от шероховатости трубы, чем больше выступы в трубе, тем они больше вызывают отклонения от ламинарного режима. |
|
18 Конструктивный расчет теплообменных аппаратов. Теплообменник – это устройство в котором теплота от одного теплоносителя передается к другому теплоносителю. Конструкции: 1) Труба в трубе; 2) Кожухотрубный; 3)трубчатые; 4) спиральный; 5)пластинчатые. Цель расчета: по известным температурным и расходным характеристикам определить тип, размер - площадь теплообменного аппарата. Расчет: 1) Исходные данные: а) t1′ и t1′′ - нач. и кон. греющий теплоноситель; б) t2′ и t2′′ - нач. и кон. нагреваемый теплоноситель; в) G1 и G2 – массовый расход греющего и нагреваемого теплоносителя, (кг/с); 2) Выбирается тип теплообменного аппарата, выбираем схему движения: прямоток, противоток; 3) Средне логарифмический температурный напор: , где ∆t′ и ∆t′′ - начальный и конечный температурный напор; 4) Вычисляется коэффициент теплопередачи: к=β/(1/α1+δс/λс+δн/λн +1/α2), где «н» накипь, «с» - стенка; α1 – коэффициент теплоотдачи; λ – термическое сопротивление теплопроводности; β –коэффициент загрязнения поверхности; 5) Вычисляем требуемую площадь теплообменника, м2: ; 6) Выбор типа размера и компоновка.
1234 5 |
21 Объясните физическую сущность кавитации и меры ее предупреждения. Кавитация – особое явление в трубопироводах возникающее при больших скоростях движения и следовательно при маленьких давлениях. Места возникновения кавитации: Из уравнения Бернулли: z1+(P1/ρ1g)+(αV21ср/2g)=z2+(P2/ρ2g)+(αV22ср/2g)+hw: а) Жидкость из бака течет по трубопроводу и выходит в атмосферу, в месте сужения возникнет кавитация, так как скорость большая, а давление маленькое; б) Насос всасывает воду, в месте всасывания возникнет кавитация, так как высота всасывания большая, а давление маленькое; Кавитация возникает при снижении давлении в трубопроводе да давления насыщенного пара. Кавитация возникает в несколько стадий: 1)Выделяются пузырьки (холодное кипение); 2) пузырьки всплывают вверх; 3) В жидкости возникают разрывы. 123 Вода подается порциями, нормальная подача жидкости в трубопроводе прекращается, происходит износ трубопровода. Кавитация может вывести насос из рабочего состояния (загнуть лопатки). Меры предупреждения: 1) Не допускать высоких скоростей движения жидкости в трубопроводе; 2) Повышение рабочего давления в трубопроводе; 3) Не допускать установку насосов на высоте всасывания больше допустимой; 5) Применять специальные кавитационные марки стали, в местах опасных с точки зрения кавитации. а) б) |
|
19 Как вычисляют местные потери при движении жидкости в трубах. Формула Вейсбаха: hм=ξмVср2/2g, где Vср – средняя скорость жидкости в трубопроводе; ξм – местные сопротивления (в справочнике); g- ускорение свободного падения |
23 Как вычислить среднюю скорость движения жидкости в трубе, если известен расход. Vср=Q/F, (м/с), где Q – расход (м3/с); F – площадь поперечного сечения трубопровода, (м2). |
|
22 Напишите уравнение Бернулли для потока реальной жидкости и объясните его физический смысл. Удельная энергия (Напор) –энергия в каждую единицу веса жидкости: Eуд =Е/G, (м) где Е – энергия, (Дж=Н*м); G –вес, (Н). Уравнение Бернулли – это уравнение закона сохранения удельной энергии движения жидкости. z1+(P1/ρ1g)+(αV21ср/2g)=z2+(P2/ρ2g)+(αV22ср/2g)+hw, где z+(P/ρg)=Нр – потенциальный напор (удельная энергия); z – удельная потенциальная энергия положения; (P/ρg) – удельная потенциальная энергия давления; (αV2ср/2g) - удельная кинетическая энергия (скоростной напор); Полный напор: z+(P/ρg)+(αV2ср/2g)=Н, (м), hW – гидравлические потери в единицу напора. |
24 Объясните физическую сущность гидравлического удара и меры борьбы с ним. Гидравлический удар – это циклический процесс колебания давления в трубопроводе возникающий: 1) Внезапное закрытие или открытие задвижки на трубопроводе; 2) резкое включение или выключение насоса. Цикл без учета гидравлических потерь (длина цикла сохраняется): ∆Руд –ударное повышение давления; to –фаза гидравлического удара: to=2L/а, где L – длина, (м); а –скорость распространения ударной волны (величина «а» близка с к скорости звука). Они зависят от: диаметра трубы; толщины стенки трубы; от плотности жидкости; модуля упругости материала; от модуля упругости жидкости. Когда давление доходит до нуля, до насыщенного пара, наряду с гидравлическим ударом возникает кратковременная кавитация. Меры борьбы: 1) Увеличение времени закрытия или открытия задвижек; плавное включение или выключение насосов; 2) Установка на трубопроводе различных противоударных устройств: а) воздушный колпак. (-воздух будет растворятся, если не поставить резиновую мембрану); б) установка: обратного клапана; предохранительного клапана перед задвижкой (часть жидкости по трубопроводу идет в бак); установка компенсирующего трубопровода с обратным клапаном. аб |
|
25 Как вычисляют путевые потери при движении жидкости в трубопроводе. Когда путевые потери зависят от шероховатости трубы, а когда не зависят. Формула Дарси: hп=λLV2ср/2g, где L – длина, (м); Vср – средняя скорость, (м/с); g- ускорение свободного падения; λ –коэффициент сопротивления трения. Шероховатость трубы: ∆ -абсолютная шероховатость (высота бугорков); =∆/d – относительная шероховатость; ∆э - эквивалентная шероховатость – это величина шероховатости приведенная к стандартной форме (шарик-песчинка) . λ не зависит от шероховатости в следующих случаях: 1) при ламинарном режиме – очень велико влияние вязкости жидкости. Неподвижный слой находится на стенке, «замазывая» выступы, выше лежачие слои движутся не по шероховатой поверхности, а скользят как по жидкой смазке жидкости. 2) При турбулентном режиме λ не зависит от шероховатости, если толщина ламинарной пленки больше выступов шероховатости. (Ламинарная пленка – тонкий слой, где течение ламинарное). Такие трубы, где δл>∆э –называются гидравлическими гладкими; Формула Блазиуса: λ=0,3164/Re; Если δл>∆э – труба называется гидравлически шероховатой и λ зависит от шероховатости: Формула Альтшуля: λ=0,11((∆э/d)+(68/Re))0,25. |
|