Гидравлические сопротивления

6.1. Уравнение Бернулли для потока несжимаемой жидкости

К одномерным относятся течения, описываемые одной координатой. Для ус­тановившихся течений одномерное уравнение Бернулли для потока конечных размеров имеет вид

                                       (6.1)

где  геометрические высоты расположения центров тяжести сечений относительно горизонтальной плоскости сравнения (удельные потенциальные энергии сечений); избыточные давления;  пьезометрические напоры (удельные потенциальные энергии давления); средние скорости в сечениях, опре­деляемые как отношение расхода  к площади живого сечения S; скоростные (динамические) напоры (удельные кинетические энергии);  коэффициенты кинетической энергии (коэффициенты неравномер­ности распределения местных скоростей по живы­м сечениям потока) ; местные скорости течения; плотность жидкости;  ускорение свободного падения;  полные потери напора (удельные потери энергии потока) (рис.6.1). Индексы указывают на принадлежность к сечениям потока 1-1 и 2-2 соответственно. Составляющие полной энергии потока называются удельными, поскольку отнесены к единице веса жидкости.

При ламинарном течении в круглых трубах 2, при развитом турбулентном 1,1. В общем случае значение  зависит от формы эпюры скорости и может значительно превышать едини­цу. Компонент уравнения Бернулли выражает потерю удельной энер­гии между сечениями 1-1 и 2-2. В гидродинамике приняты сле­дующие обозначения: гидродинамический, или полный на­пор;  пьезометрический напор; скоро­стной напор или «скоростная» высота.

Рис.6.1. Геометрическая интерпретация уравне­ния Бернулли

для потока несжимаемой жидкости

Основной причиной потерь энергии  в потоке жидкости являются силы вязкости, которые проявляются в виде потерь механической энергии и складываются из потерь по длине  и потерь на местные сопротивления ,

6.2. Потери по длине

Потери по длине возникают при течении жидко­стей и газов по цилиндрическим трубам или кана­лам с постоянной по длине потока средней скоро­стью. В этих случаях потери напора опреде­ляются по формуле Дарси - Вейсбаха