23b Survekadu

2. Hüdrodünaamika

21. Voolamine avadest22. Voolu pidevus23. Survekadu

23b Ülevaade

HõõrdesurvekaduKohtsurvekaduSurvejoon

23b ÕpiväljundidTeadmised

○ millest sõltub hõõrdesurvekadu

○ mis on kohtsurvekadu

○ mis on Bernoulli võrrand reaalvedeliku jaoks

○ mis on Darcy valem

Oskused○ leida survekaod

torustikus○ joonestada

survejoont○ määrata hõõrdetegur○ kasutada Moody

diagrammi○ arvutada survekadu

23b Kirjanduse loetelu[1] Hüdraulika ja pumbad. Aleksander Maastik jt. [2] Hüdromehaanika. K. Laigna[3] Hüdraulika. L.Tepaks[4] Hüdraulika. J. Rabinovitš

[5] Гидравлика. Р.Р. Чугаев

[6] Гидравлика. А.И. Богомолов, К.А. Михайлов[7] Гидравлика. Е. З. Рабинович

[8] Гидравлика. И.З. Френкель

[9] Engineering fluid mechanics. W.P. Graebel[10] Understanding Hydraulics. L.Hamill

[1] lk 58-61, 66-72, 84-97

[2] lk 249-258, 288-292[3] lk 113-117, 128-133[4] lk 87-95, 116-126, 151-157, 178-185[5] стр. 103-104, 124-131, 141, 159-165, 193-195[6] стр. 76-92

[7] стр. 106-109, 114-116, 131-137, 159-163[8] стр. 99-102, 124-128, 172-178, (240-266)

[9] p.351-369

[10]

Terminid

Survekadu - energiakulu vedeliku kaaluühiku kohta; energia, mis kulub voolutakistuste ületamiseks. Hõõrdesurvekadu - rõhu langus hõõrdejõu tõttu, mis mõjub vee ja toru vahel. Toru karedus - mikroskoopiliste ebatasasuste kõrgus (m)Suhteline karedus - suhe kareduse ja läbimõõdu vahel (samades ühikutes!!!)Suhteline siledus - suhe toru diameetri ja kareduse vahelEkvivalentkaredus - ebaühtlaselt sileda toru näitajaDarcy valem - hõõrdesurvekao arvutamiseks tuletatud funktsioon, mis näitab seost läbimõõdu, voolu kiiruse, toru pikkuse ja survekao vahel.

Darcy valem

λ - lambda - hõõrdetakistustegurl - toru pikkus (m)d - toru läbimõõt (m)u - voolu kiirus (m/s)

Moody diagramm

Moody diagramm - teljed

λ - hõõrdetakistustegur

Reynoldsi arv, Re

suhteline karedus

Moody diagramm - piirkonnad

laminaarne

ruuttakistuspiirkond

Moody diagramm - rakendamine

1. Leida Reynoldsi arvu

Moody diagramm - rakendamine

2. Leida suhtelise kareduse

Ekvivalentkaredused

Moody diagramm - rakendamine

3. Vaadata lambda väärtus

NäideToru (d=15 cm) pikkusega 200 m ühendab veetorni (p=400 kPa) tarbijaga (Q=20 liitrit/s). Torud terasest, uued. Leida hõõrdesurvekadu.

Lahendus:Kuna toru on pikk, järelikult tegemist on hõõrdesurvekaoga. Kasutame Darcy valemit. Hõõrdetakistusteguri (lambda) leidmiseks:1. Leiame Reynoldsi arvu (kiirus u=Q/A), voolu laius on 15 cm, vee kinemaatiline viskoossus (ν, nüü) 10-6 m2/s. 2. Leiame suhtelise kareduse. Ekvivalentkaredus (0,06 vt. tabelist, uued terastorud) jagame läbimõõduga. 3. Moody diagrammil leiame lambda.

Vastus: hõõrdesurvekadu meetrites on

Küsimused

Kas rõhk toru alguses võib olla suurem, kui toru lõpus? Miks?Mitu tüüpi Bernoulli võrrandit te teate?Millega on määratud dünaamiline rõhk vedelikus?Mis on hõõrdesurvekadu?Millest sõltub hõõrdesurvekadu?Mida kirjeldab Darcy valem?

Kontrolli oma teadmisi

Terminid

Kohtsurvekadu - surve vähenemine toru profiili või ristlõike muutmise tõttu. Konfuusor - ahenev siirdmikDifuusor - laienev siirdmikWeisbachi valem - funktsioon kohtsurvekao arvutamiseksKohttakistustegur (dzeeta) - empiiriline näitaja

Weisbachi valem

ζ - dzeeta, kohttakistusteguru - voolu kiirus (m/s)hk - kohtsurvekadu (m)

Kohtsurvekaod

2

Näide / Harjutus

Torustikus difuusoriga voolab vooluhlk Q. Leida kohtsurvekadu.

Lahendus: Leida voolu kiirus kitsas torus. Leida kohttakistustegur tabelist. Arvutada kohtsurvekadu (m) Weisbachi valemi järgi.

Vastus:kohtsurvekadu on

Küsimused

Mis on kohtsurvekadu? Mõõtühikud?Millest sõltub kohtsurvekadu?Mida kirjeldab Weisbachi valem?Mida kirjeldab Borda valem?Kuidas muutub kohtsurvekadu, kui kiirus kahekordistub?

Kontrolli oma teadmisi

Survejoon

Survejoon - piesomeetersurve ja kõrgussurve summaEnergiajoon - kolme survete summa miinus survekaod

Survejoone graafik

hõõrdesurvekadukohtsurvekadu

survejoon

energiajoon

Näide

Antud torustik, leida survekadu, joonestada survejoont.

Lahendus:Leida kiirused igal lõigul. Leida kohtsurvekaod. Leida hõõrdesurvekaod.

Vastus:Kanda sõlmpunktid graafikule, ühendada pideva joonega.

Küsimused

Milleks joonestada survejoont?Mida näitab energiajoon?Kas survejoon võib minna ülespoole? Miks?Kas energiajoon võib minna ülesapoole? Miks mitte?

Kontrolli oma teadmisi