Хидрауличен отпор - и како ќе течеме?

Со секое движење има енергетски загуби - барем тоа ќе биде автомобил, барем авион, дури и течност во гасоводот. Секогаш дел од енергијата се троши за надминување на отпорот кон движење. Намалување на главата на течноста и вообичаено е да се одреди како хидрауличниот отпор. Всушност, постојат два типа на таков отпор - локални и линеарни. Локалните се поврзани со загубите на енергија во вентилите, вентилите, свиоците, екстензите и стегите на цевката.

Треба да се напомене дека вискозноста на течноста секогаш служи како извор на загуба . Локалните загуби или хидрауличната отпорност, чија пресметковна формула е поврзана со параметрите на вентилите, цевките и вентилите, се определува со посебен метод. Но, линеарните загуби во голема мера зависат од природата на протокот на течност во цевката.

Истражувањата на режимите на проток на флуиди биле извршени од страна на Рејнолдс во 1883 година. Во овие истражувања се користеше прилив на вода, на која беше додадена бојата, а карактеристиката на движењето на бојата и водата можеше да се забележи во стаклената цевка. Во овој случај се мери притисокот, брзината и притисокот на течноста.

Првиот начин на движење беше забележан при мала брзина на водата. Во овој случај, бојата и водата не се мешаат едни со други и се движат заедно долж цевката. Брзината и притисокот се константни во времето. Таков режим на проток на флуид се нарекува ламинарен.

Ако, пак, брзината на движење се зголемува, тогаш со одредена вредност ќе се смени сликата на движењето на течноста. Поток на боја започнува да се меша околу целиот волумен на цевката, вителските формации и ротацијата на течноста стануваат видливи. Измерените вредности на брзината и притисокот на течноста почнуваат да пулсираат. Таквото движење се нарекува турбулентно. Ако протокот се намалува, тогаш ламинарното движење повторно се враќа.

Со ламинарен проток на течност, хидрауличниот отпор е минимален, а турбулентниот проток е многу поголем. Тука е неопходно да се разјасни дека се уште има загуби од триење на ѕидот на цевката. Брзината при ламинарен проток е минимална на ѕидот на цевката и е максимум долж центарот на протокот, но протокот на вода се движи непречено по целата цевка. Во турбулентно движење, како резултат турбуленција создава пречки за движење на вода и дополнителен хидрауличен отпор.

Постои уште еден феномен кој придонесува за загуби. Тоа се нарекува кавитација. Кавитација се забележува кога се појавува тесно грло во протокот на течност во цевката. Потоа, на такво место се зголемува брзината на движење и, според Бернуливиот закон, притисокот се намалува. Намалувањето на притисокот води кон фактот дека пуштањето на растворени гасови во течноста започнува и водата почнува да врие на моменталната температура.

По минување низ тесен дел, брзината на протокот се намалува, притисокот се зголемува и врие исчезнува. Кавитацијата предизвикува дополнителни загуби поради локалните ламинарни пречки. Како по правило, се јавува во кранови, брави и други слични јазли. Таквиот феномен се смета за исклучително непожелен, бидејќи Може да доведе до оштетување на целиот гасовод.

Така, излегува дека хидрауличниот отпор е концепт кој се определува од неколку фактори. Тука спаѓаат дизајнерските карактеристики на системот за гасоводот (должина, свиоци, кранови и брави), вклучувајќи го и материјалот од кој се направени цевките. Природата на протокот на течности, исто така, влијае на загубата. Ова ни овозможува да разбереме што треба да биде систем на гасоводот и што треба да се избегнува во неговиот дизајн и работење.

Во презентираниот материјал се разгледува концептот како хидрауличен отпор во однос на цевководот. Даден е опис на различните режими на проток на течноста и неговото однесување во цевките.