Потік і швидкість (1) - Максикури
Загалом, дебет (Q v) визначається як певний об’єм речовини, який рухається за визначений час .
Візьмемо, наприклад, кількість автомобілів, які їхали шосе протягом 1 години. Швидкість потоку або об’єм циркуляції протягом цього періоду виражається наступною математичною формулою:
.
Однак з досвіду ви знаєте, що обсяг перевезень дорога змінюється в залежності відшвидкість руху та тип використовуваної дороги автомобілістами. Таким чином, чим більше місця для катання, тим більше полегшується рух. Тому ми можемо сказати це потік автомобілів безпосередньо залежить від лінійної швидкості транспортних засобів та розміру (ділянки) дороги.
Якщо автомобілі використовують дороги для подорожей, в гідравліці рідини використовують недеформовані герметичні труби.
Швидкість потоку - це об’єм рідини (у кубічних метрах або літрах), який циркулює в трубі, ділиться на одиницю часу (хвилину або секунду).
Фактори, що визначають витрату:
Як і в прикладі автомобільного руху, витрата (Q v) рідини безпосередньо залежить від лінійна швидкість (V) цієї рідини та ділянки (S) труби (рисунок 1.1) де:
- Q v = обсяг за одиницю часу (об'ємний витрата).
- V = лінійне переміщення частинки рідини в одиницях довжини за одиницю часу (швидкість, виражена в м/с в СІ).
- S = площа в квадратних одиницях ділянки, взятої перпендикулярно витісненню рідини.
Потік, який циркулює в трубі, дорівнює добутку V на S, звідси загальна формула .
Тепер побачимо конкретне застосування цієї формули.
Якою буде швидкість потоку рідини (в л/хв), яка циркулює в трубі діаметром 50 мм зі швидкістю 100 мм/с ?
Завдяки формулі з:
, отримуємо:
Q v = 196 350 мм 3/с.
Перетворимо в л/хв:
1 л = 1 000 000 мм 3;
1 хв = 60 секунд;
Q v = 196350 10 -6 60 л/хв
Нагадаємо:
Перша гідравлічна машина датується кількома століттями до нашої ери. Насправді це було лопатеве колесо, призначене для зрошення. Оснащений відрами на периферії або з'єднаний з ланцюжком ковшів, він підводив воду з річки до рівня землі, яку потрібно зрошувати.
Якщо рідина циркулює в трубі з різним діаметром, абсолютна величина потоку (Q v) однакова всюди в трубі.
Однак швидкість рідини змінюється обернено до квадрата діаметрів секцій або обернено до площ ділянок труби.
Наступна фігура дозволить вам наочно уявити принцип.
Зміна швидкості рідини:
Фізичною мовою це перекладає принцип збереження речовини що виражається формулою:
Q v = константа = a V * S a = V b * S b;
з D = діаметр = Ø;
Q v =;
тому: .
Ми повинні пам’ятати важливе твердження в галузі гідравліки. Для того ж потоку, що проходить через трубу, швидкість потоку:
- збільшується при зменшенні перерізу;
- зменшується при збільшенні розділу.
Отже, швидкість рідини обернено пропорційна поперечному перерізу труби.
Q = константа = V a S a = V b S b = V i S i .
Якщо V, S і навпаки.
У трубі потік може бути ламінарний, критичний або бурхливий. Це ламінарно, коли частинки рідини рухаються паралельно одна одній (наступний малюнок) .
Ламінарний потік:
Одиницею вимірювання витрати є Число Рейнольдса (Re) і формула для обчислення кількості Re така:
.
V = швидкість потоку в м/с;
Ø = внутрішній діаметр труби в м;
= кінематична в'язкість, м 2/с.
Число Рейнольдса (Re) є додатковим.
Потік стає бурхливий коли частинки рідини рухаються безладно. Цей тип потоку спричиняє великі втрати енергії, особливо за рахунок генерування тепла. Вібрації та втрати тиску накопичуються на шкоду продуктивності машини.
Більш науково підраховано, що потік у трубі змінюється від ламінарного до критичного та від критичного до турбулентного відповідно до результату рівняння числа Re.
Re (0 і 2000) = ламінарний режим.
Re (2000 та 2500) = критичний режим (перехід).
Re (2500 і більше) = турбулентний режим.
Число Рейнольдса може приймати значні значення (мільйони).
Ми знаємо, що швидкість рідини в лінії всмоктування насоса (наступна фігура) повинна суворо контролюватися.
Вона повинна поважати певні межі, інакше, надмірна швидкість спричинить кавітація (утворення порожнин пари в рідині, що перекачується) та серйозні пошкодження насоса.
Тому коефіцієнт швидкості дуже важливий для гідравлічного насоса.
Швидкість та всмоктування:
Ми можемо конкретизувати це явище, взявши приклад потоку, еквівалентного 80 л/хв.
Q v = 80 л/хв; Діаметр 40 мм.
Як розрахувати швидкість всмоктувальної труби ?
Просто використовуючи формулу
Що стосується управління монтажем труб, то найпоширенішою проблемою є вибір мінімальний внутрішній діаметр, що дозволяє поважати швидкості (наступний малюнок). Як продовжити, щоб з’ясувати внутрішній діаметр труби ?
Ви вже оцінили цей курс.
Відкрийте для себе інші курси, які пропонує Maxicours !
Як ви знайшли цей курс ?
Оцініть цей курс !
Нам шкода, що цей курс вам не корисний
Не соромтеся писати нам, щоб поділитися вашими пропозиціями щодо вдосконалення.