Совершенствование учета взаимного влияния элементов узла "регулируемая задвижка - тройник" в напорных водоводах

• Автор: Палиивец, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор существующих методов определения коэффициентов

гидравлических сопротивлений в напорных водоводах

1. 1. Формулы определения коэффициента Дарси в различных зонах

сопротивления напорных трубопроводов.

1. 2. Исследования местных гидравлических сопротивлений в

напорных трубопроводах.

1.2.1. Влияние числа Рейнольдса на величину местного сопротивления

1.2.2. Исследования местных сопротивлений тройников

1.2.3. Исследования местных сопротивлений задвижек.

1.2.4. Длина влияния местного сопротивления

1.3. Коэффициент взаимного влияния местных сопротивлений
1.4. Выводы и задачи дальнейших исследований.
Глава 2. Гидравлическая модель, планирование и статистическая
обработка эксперимента.
2.1. Цель постановки эксперимента
2.2. Гидравлическая модель.
2.2.1. Конструкция гидравлического лотка.
2.2.2. Конструкция экспериментального напорного водовода.
2.2.3. Измерительные приборы.
2.3. Методика проведения эксперимента
2.4. Планирование эксперимента и статистическая оценка результатов
2.4.1. Комбинационный квадрат
2.4.2. Оценка параметров распределения серий.
2.4.3. Проверка соответствия классу теоретических распределений.
2.4.4. Обоснование объема выборочных исследований
2.5. Оценка точности результатов измерений.
2.5.1. Проверка условий повторяемости и воспроизводимости
2.5.2. Определение числа единичных измерений из условий повторяемости
2.5.3. Оценка точности непосредственно измеряемых величин
2.5.4. Оценка точности косвенных измерений.
Глава 3. Численное определение кинематических характеристик
напорного потока.
3.1. Исследование кинематической структуры напорного потока
3.1.1. Граничные условия и сравнение моделей.
3.2. Расчет коэффициента кинетической энергии напорного
Глава 4. Экспериментальное определение коэффициентов сопротивлений в квадратном напорном водоводе
4.1. Выбор длины начального участка стабилизации
4.2. Методика определения гидравлического коэффициента трения Дарси.
4.3. Определение коэффициентов местных сопротивлений при неравномерном движении жидкости.
4.3.1. Методика экспериментального определения местных потерь
4.4. Коэффициент сопротивления ниш, расположенных под различными углами к потоку
4.5. Определение коэффициента взаимного влияния в узлах регулируемая задвижкатройник при отсутствии расхода бокового ответвления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Число Рейнольдса, включающее кинематическую вязкость жидкости, характеризующую реактивные силы трения внутри жидкости, на преодоление которой затрачивается энергия, зависит от шероховатости стенок и формы сечения канала. В гидротехнических водоводах используются, как правило, бетонные либо стальные водоводы. Форма сечения стальных трубопроводов - круглая, бетонных - круглая, прямоугольная или квадратная. Рейнольдса Я = /(Яс), в переходной области турбулентного течения - от относительной шероховатости д/с/, и Ііс т. Исследований режимов движения жидкости в круглых трубах достаточно много [,1. На основании опытов в круглых трубах [] при расчете систем водоснабжения и канализации можно считать Яе^, = /Л,- = 0 + . В машиностроительной гидравлике предел ламинарного течения чаще берут равным - Яс^2 = -г []. В напорных гидротехнических водоводах ламинарный режим течения (трубы малого диаметра и жидкости большой вязкости) встречаются достаточно редко. А3 >0. При смене режимов движения и Яс < Яелу, сопротивление трубопроводов практически незначительно отклоняется от закономерностей, соответствующих ламинарному течению. В таком случае число Рейнольдса, при превышении которого сопротивление трубопровода существенно отклоняется от закономерностей ламинарного движения, называют критическим числом Рейнольдса. Яе,/А = . При больших значениях числа Рейнольдса, силы вязкостного трения, действующие в турбулентном потоке, становятся исчезающе малыми по сравнению с силами инерции частиц жидкости (зона турбулентной автомодельности). Безразмерные характеристики потока, в частности, коэффициенты потерь на трение к и коэффициенты местных сопротивлений участвующие в гидравлических расчетах трубопроводов, в этой зоне не зависят от числа Ке, что определяет наличие квадратичного закона сопротивления трубопровода (потери напора пропорциональны квадрату скорости). Ке = 4 -4 — 8• 6. В тех местных сопротивлениях, где основной является вихревая потеря напора (резкое изменение сечения водовода, диафрагма и т. Рейнольдса, ближних к левой границе интервала. Потери напора на трение по длине трубопроводов И, следует определять с учетом режима течения жидкости и характера шероховатости его стенок, руководствуясь ( 1 ). Дарси); / -длина трубопровода; <¦/. Безразмерный коэффициент к называют также коэффициентом потерь на трение или коэффициентом сопротивления фения. Его можно рассматривать как коэффициент пропорциональности между потерей напора на трение, с одной стороны, и произведением относительной длины трубы (1/с/) на скоростной напор, с другой стороны []. Таким образом, потери на трение или потери по длине - это потери энергии, которые в чистом виде возникают в прямых трубах постоянного сечения, т. Этот вид потерь обусловлен внутренним трением в жидкости, а потому он имеет место не только в шероховатых, но и гладких трубах []. При определении потерь напора по формуле (1) необходимо находить значения гидравлического коэффициента трения, что составляет одну из сложнейших проблем механики жидкости, не получившую до сих пор полного теоретического решения []. Зависимость коэффициента X от различных факторов связана е областями, которые наблюдаются в потоках: область гидравлически гладких труб (область ламинарного режима); переходная область и область квадратичного сопротивления. В области гидравлически гладких труб коэффициент X зависит от числа Рейнольдса, А = /(Яе). В переходной области коэффициент X зависит от числа Рейнольдса и относительной шероховатости, Л - /(Ке;Л/