Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Гидродинамическое сопротивление

Гидродинамическое сопротивление (далее Г), сопротивление движению тела со стороны обтекающей его жидкости или сопротивление движению жидкости, вызванное влиянием стенок труб, каналов и т.д. При обтекании неподвижного. тела потоком жидкости (газа) или, наоборот, когда тело движется в неподвижной среде, Г представляет собой проекцию главного вектора всех действующих на тело сил на направление движения. Г

 

  где r — плотность среды, v — скорость, — характерная для данного тела площадь. Безразмерный коэффициент Г сх зависит от формы тела, его положения относительно направления движения и чисел подобия (см. Подобия критерии). Силу, с которой жидкость действует на каждый элемент поверхности движущегося тела, можно разложить на нормальную и касательную составляющие, т. е. на силу давления и силу трения. Проекция результирующей всех сил давления на направление движения дает Г давления, а проекция результирующей всех сил трения на направление движения — Г трения. Тела, у которых сопротивление от сил давления мало по сравнению с сопротивлением от сил трения, считаются хорошо обтекаемыми. Г плохо обтекаемых тел определяется почти полностью сопротивлением давления. При движении тел вблизи поверхности воды образуются волны, в результате чего возникает волновое сопротивление.

  При протекании жидкости по трубам, каналам и т.д. в гидравлике различают два вида Г: сопротивление по длине, прямо пропорциональное длине участка потока, и местные сопротивления, связанные с изменением структуры потока на коротком участке при обтекании различных препятствий (в виде клапанов, задвижек и др.), а также при внезапном расширении или сужении потока или при изменении направления его течения. В гидравлических расчетах Г оценивается величиной "потерянного" напора hv, представляющего собой ту часть удельной энергии потока, которая необратимо расходуется на работу сил сопротивления.

  Значение hv по длине трубы при напорном движении вычисляется по формуле Дарси

 

  где l — коэффициент сопротивления; l и d — длина и диаметр трубы; v — средняя скорость; g — ускорение свободного падения. Коэфф. l определяется характером течения. При ламинарном течении он зависит только от Рейнольдса числа (линейный закон сопротивления), а при турбулентном течении — еще и от шероховатости стенок трубы. При очень больших (порядка 10 и более) l зависит только от шероховатости (квадратичный закон сопротивления). Местные Г оцениваются общей формулой hv = zv2/2g, где z, — коэффициент местного сопротивления, различный для разных препятствий; зависит от числа .

  Числовые значения коэффициента l и z распределяются по формулам, приводимым в справочниках. Определение величины hv для открытых потоков производится также по специальным формулам. Г в открытых потоках и при движении в напорных трубопроводах обусловлены одними и теми же физическим причинами.

  Правильное определение величины Г имеет большое значение при проектировании и постройке самых разнообразных сооружений, установок и аппаратов (гидротехнические сооружения, турбинные установки, воздухо- и газоочистительные аппараты, газо-, нефте- и водопроводные магистрали, двигатели, компрессоры, насосы и т.д.).

  Лит.: Агроскин И. И., Дмитриев Г. Т. и Пикалов Ф. И., Гидравлика, 4 изд., М. — Л., 1964; Идельчик И. Е., Справочник по гидравлическим сопротивлениям, М. — Л., 1960; Альтшуль А. Д., Гидравлические потери на трение в трубопроводах, М. — Л., 1963.

  П. Г. Киселев.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 18.04.2024 14:37:10