Hidravlična odpornost - in kako bomo teče?

Pri vsakem gibanju so izgube energije - vsaj to bo avto, vsaj letalo, tudi tekočina v cevovodu. Vedno del energije porabimo za premagovanje upora gibanju. Zmanjšanje glave tekočine in običajno je določiti, kako je hidravlična odpornost. Dejansko obstajata dve vrsti takšnega upora - lokalni in linearni. Lokalno je povezano z izgubami energije v ventilih, ventilih, pregibih, podaljških in ožjih ceveh.

Treba je opozoriti, da je vir izgub vedno viskoznost tekočine. Lokalne izgube ali hidravlično odpornost, katere računska formula je povezana s parametri ventilov, cevi in ​​ventilov, se določi s posebno metodo. Vendar so linearne izgube v veliki meri odvisne od narave toka tekočine v cevi.

Reynolds je leta 1883 izvedel preiskave režimov pretoka tekočin. V teh študijah je bil uporabljen tok vode, v katero je bila dodana barva, v stekleni cevi pa je opaziti naravo gibanja barve in vode. V tem primeru smo izmerili tlak, hitrost in tlak tekočine.

Prvi način gibanja je bil opazen pri nizki hitrosti vode. V tem primeru se barva in voda ne mešata med seboj in se gibljejo skupaj vzdolž cevi. Hitrost in tlak sta konstantna v času. Takšen režim tekočine se imenuje laminarni.

Če pa se hitrost gibanja poveča, se pri določeni vrednosti spremeni slika gibanja tekočine. Jet barve se začne zmešati po celotni prostornini cevi, postanejo vrtinčne formacije in vrtenje tekočine vidne. Merjene vrednosti hitrosti in tlak tekočine začeli pulsirati. Tako gibanje se imenuje turbulentno. Če se hitrost pretoka zmanjša, se laminarni tok ponovno vzpostavi.

Z laminarnim tokom hidravlična tekočina Odpornost je minimalna, ko je turbulentna veliko večja. Tukaj je treba pojasniti, da na steni cevi še vedno obstajajo trenja. Hitrost med laminarnim tokom je minimalna na steni cevi in ​​je največja v središču toka, toda voda gladko premika vzdolž celotne cevi. Pri turbulentnem gibanju nastala turbulenca ustvarja ovire za premikanje vode in dodatno hidravlično odpornost.

Obstaja še en pojav, ki prispeva k izgubam. Imenuje se kavitacija. Kavitacija se opazuje, ko se v toku tekočine v cevi pojavi ozko grlo. Nato se na takem mestu poveča hitrost gibanja in, glede na Bernoullijev zakon, tlak se zmanjša. Zmanjšanje tlaka vodi k dejstvu, da se začne ločevanje plinov, raztopljenih v tekočini, in voda začne vreti pri trenutni temperaturi.

Po tem, ko poteka ozek odsek, se hitrost toka zmanjša, tlak se poveča in vrelišče izgine. Kavitacija povzroča dodatne izgube zaradi lokalnih motenj laminarnega toka. Praviloma se pojavlja v žerjavi, zapahih in drugih podobnih vozliščih. Ta pojav je zelo nezaželen, ker lahko povzroči poškodbe celotnega cevovodnega sistema.

Tako se izkaže, da je hidravlična odpornost koncept, ki ga določajo številni dejavniki. Te vključujejo konstrukcijske značilnosti cevovodnega sistema (dolžine, krivine, žerjave in zaskočke), vključno s materialom, iz katerega so izdelane cevi. Na izgubo vpliva tudi narava pretoka tekočine. To nam omogoča, da razumemo, kaj bi moral biti cevovodni sistem, in kaj se je treba izogniti pri zasnovi in ​​delovanju.

V predstavljenem materialu je upoštevan koncept kot hidravlični upor glede na cevovodni sistem. Opisan je opis različnih režimov pretoka tekočine in njegovega ravnanja v ceveh.