Тема Основные понятия и величины в гидравлике

Уравнение Бернулли
Уравнение Бернулли выражает закон сохранения энергии потока в напорной форме.
Н а п о р – это удельная энергия потока, выраженная в метрах столба жидкости потока (например, в м. вод. ст.). Полный напор потока состоит из трех составляющих: - геометрический напор – Z; - пьезометрический напор - ; - динамический (скоростной) напор - .
Полный напор потока идеальной (невязкой) жидкости при установившемся течении остается постоянным:
H_o = Z + + = const (2.6)
Примечание.
Сумма двух первых слагаемых в ур. (2.6) наз. гидростатическим напором и выражает потенциальную энергию потока; последнее слагаемое – это кинетическая энергия. Следовательно, увеличение скорости должно вызывать снижение давления в потоке и наоборот. Допустим, что в примере 2.1 при течении воды (ρ = 1000 кг/м³) давление на входе р₁ = 100 кПа; каким будет давление в сечении 2-2?
Расчет: Из ф. (2.6) следует, что + = + , то есть = + - = = 8,78 м вод. ст. Значит, давление р₂ = 87,8 кПа, т.е. оно уменьшилось по сравнению с давлением на входе.
10
Скоростная трубка.
Для измерения скоростного, динамического напора на практике применяется стандартный прибор – трубка Пито или скоростная трубка (рис. 2.3). Она включает два элемента: I – пьезометр, показывающий величину пьезометрического напора р/ρg, и II – трубка полного напора Н_о.

Разность уровней в трубках

Δh = υ²/2g , поэтому скорость

течения определится как Δh II

υ = . (2.7) I

Рис. 2.3. υ

Схема скоростной трубки


Пример расчета.
Если бы такие трубки были установлены в трубопроводе рис. 2.1, то показания их были бы: - на входе Δh₁ = 1,27²/20 = 8 см ; - на выходе Δh₂ = 5,1²/20 = 1,3 м.