что называется пьезометрической линией

Как построить напорную и пьезометрическую линии

Напорная и пьезометрическая линии являются графической иллюстрацией уравнения Бернулли, они показывают изменение полного и статического напора вдоль потока.

Что такое напорная и пьезометрическая линии?

Пьезометрическая линия характеризует изменение удельной потенциальной энергии, на сужающихся участках понижается, на расширяющихся повышается, а на участках с постоянным сечением проходит горизонтально (если речь идет об идеальном движении без потерь энергии) или со снижением, вызванным гидравлическими потерями (если речь идет о вязкой жидкости). Пьезометрическая линия отображает изменение статического напора.

Напорная линия характеризует изменение суммарной удельной энергии, для идеального движения жидкости (без потерь энергии) проходит горизонтально, для вязкой жидкости снижается за счет гидравлических потерь.Напорная линия отображает изменение полного напора.

Напорную и пьезометрические линии, как правило, строят в координатной плоскости совмещенной с принципиальной схемой гидросистемы.

Пример построения напорной и пьезометрической линии

Рассмотрим систему, в которой жидкость вытекает из бака по наклонному трубопроводу, уровень в баке постоянный. Построим напорную и пьезометрическую линии для идеальной жидкости при отсутствии гидравлических потерь.

Плоскость сравнения проведем таким образом, чтобы она совпадала с нижней точкой оси трубопровода.

Для лучшего понимания построений выберем живые сечения 1-1, 2-2 и 3-3 на участках с плавно изменяющимися параметрами течения. Запишем уравнение Бернулли для этих сечений, учтивая, то, что потери энергии отсутствуют.

В баке полный напор равен статическому, по этой причине напорная и пьезометрическая линии совпадают. В выходом сечении трубы статический напор отсутствует, т.к высота z = 0 и избыточное давление р = 0 (жидкость вытекает в атмосферу).

В промежуточном сечении трубы статический напор также будет равен 0, т.к полный напор величина постоянная, и скорость также будет постоянной (отток и приток жидкости отсутствуют, диаметр трубы постоянный). По этой причине на участке между сечениями 2-2 и 3-3 пьезометрическая линия совпадает с плоскостью сравнения. В зоне формирования скоростного напора происходит падение статического напора, поэтому пьезометрическая линия на этом участке устремляется вниз.

Напорная и пьезометрической линии для потока реальной вязкой жидкости

Построим напорную и пьезометрическую лини для другой системы, с учетом гидравлических потерь.

На рисунке обозначены:

Снижение напорной линии вызвано потерями энергии на местных сопротивлениях, а также потерями по длине.

На участках с постоянным сечением снижение пьезометрической линии объясняется потерями по длине. При расширении трубопровода скорость движения жидкости падает, следовательно скоростной напор снижается, а статический возрастает, пьезометрическая линия на этом участке смещается вверх.

Источник

Равномерным движением называется такое установившееся движение, при котором живые сечения и скорости в сходственных точках живых сечений не изменяются по длине потока.

равномерное движение можно определить как движение, при котором все параметры потока и русла не изменяются по длине потока.

Неравномерным движением называется такое установившееся движение, при котором или живые сечения, или скорости в их сходственных точках, или оба эти признака меняются по длине потока.

3. Поясните понятия напорного и безнапорного движения жидкости

4. Поясните понятие линии тока

Линия тока это такая линия в потоке жидкости, в каждой точке которой в данный момент времени вектор скорости направлен по касательной к этой линии.

5. Поясните понятие живого сечения потока

Живым сечением потока называется поверхность внутри потока, которая нормальна ко всем пересекаемым ею линиям тока.

6. Поясните понятия плавно и резко изменяющегося движения жидкости

Плавно изменяющимся движением называется такое движение, при котором лини тока характеризуются малой кривизной и малыми углами схождения или расхождения

7. Что такое расход жидкости, и какова его единица измерения?

расходом (Q) называется объем жидкости, протекающий через рассматриваемое живое сечение в единицу времени.

где W – объем жидкости, а t время. Единица измерения расхода м3/с.

8. Нарисуйте эпюру распределения скоростей по глубине в открытом потоке жидкости

9. Поясните понятие средней скорости потока жидкости

средняя скорость потока равна частному от деления расхода на площадь живого сечения.

,

10. Объясните значение и назовите единицы измерения величин, входящих в формулу V=Q/o

V- средняя скорость потока ждкость

11. Напишите уравнение неразрывности потока и поясните его смысл

при установившемся движении потока несжимаемой жидкости расход во всех живых сечениях одинаков, или, иначе говоря, расход не изменяется по длине потока.

12. При каком виде движения жидкости соблюдается уравнение неразрывности потока?

При равномерном, установившемся

13. Напишите уравнение Бернулли и объясните его энергетический (физический) смысл

— полная удельная потенциальная энергия жидкости в живом сечении потока, взятая по весу,

— удельная потенциальная энергия давления,

— удельная кинетическая энергия,

— потеря энергии на участке потока 1-2.

14. Напишите уравнение Бернулли и объясните геометрический смысл его членов

— скоростной напор,

— потенциальный напор,

— полный напор

— универсальное выражение полного гидравлического напора. Пользуясь понятием полного напора, уравнение Бернулли можно записать сокращенно в виде

15. Как выражена в уравнении Бернулли удельная кинетическая энергия жидкости?

Удельная кинетическая энергия

16. Как выражена в уравнении Бернулли удельная потенциальная энергия жидкости?

17. Поясните физический смысл понятия напора жидкости и назовите единицу измерения напора

В гидравлике удельная энергия жидкости, взятая по весу, (энергия единицы веса жидкости) называется напором и обозначается Н.

18. Поясните физический смысл понятия «потери напора»

Энергия, затраченная на преодоление сил трения на перемещение жидкости по турбопроводу.

19. Напишите выражение полного напора жидкости из уравнения Бернулли

— полный напор

20. Как определить скорость движения жидкости с помощью трубки Пито?

21. Что такое напорная линия?

Напорная линия представляет собой график изменения напора по длине потока.

22. Что такое пьезометрическая линия?

пьезометрической линией называется линия, соединяющая уровни жидкости в пьезометрах.

23. Что такое пьезометрический уклон?

пьезометрический уклон это изменение потенциальной энергии потока на единице его длины.

24. Что такое гидравлический уклон?

гидравлический уклон это потеря напора на единице длины потока.

25. Как называется величина р/ γ в уравнении Бернулли?

— пьезометрическая высота,

26. Как называется величина a*V 2 /2g в уравнении Бернулли?

— скоростная высота.

27. Какой уклон в гидравлике считается положительным и почему гидравлический уклон всегда положителен?

Гидравлический уклон всегда направлен вниз по течению потока. Иначе говоря, напорная линия всегда понижается в направлении течения, потому что часть напора (часть энергии потока) теряется на преодоление сопротивлений движению (сил трения). Уклон, направленный вниз по течению считается положительным. Таким образом, напорная линия всегда имеет положительный уклон.

28. Как называется а в выражении aV 2 /2g и каков физический смысл этой величины?

В уравнении Бернулли вместо скорости в точке u используется средняя скорость потока v и некоторая дополнительная величина α. Суть этих различий заключается в том, что в уравнении Бернулли скорость в точке намеренно заменена средней скоростью потока для упрощения гидравлических расчетов. Эта замена вызывает некоторую ошибку, которая ликвидируется поправочным коэффициентом α. Этот коэффициент учитывает неравномерность распределения скоростей в живых сечениях потока и называется коррективом кинетической энергии потока.

29. Начертите напорную и пьезометрическую линии при равномерном движении жидкости в напорной трубе

30. Начертите напорную и пьезометрическую линии при равномерном движении жидкости в открытом канале

31. Начертите напорную и пьезометрическую линии при неравномерном движении жидкости в открытом канале

Блок 5. Режимы движения жидкости и Лабораторная работа №5

1. Поясните физическую сущность ламинарного и турбулентного режимов движения жид­кости.

При ламинарном движении жидкость в процессе движения не перемешивается, а при турбулентном движении перемешивается.

2. Для чего употребляется число Рейнольдса в гидравлических расчетах?

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Потенциальный и полный (гидродинамический) напоры. Пьезометрическая и напорная линии

Потенциальный и полный (гидродинамический) напоры. Пьезометрическая и напорная линии

Для участка, где движение равномерное, потеря давления каждой единицы длины потока одинакова(структура потока всех участков одинакова, поэтому все внутренние силы работают для определения потери давления одного и того же объема), поэтому линия е такого участка становится прямой линией. Людмила Фирмаль

Отметим, что понятие давления было введено в поперечное сечение потока, где движение является равномерным или изменяется greatly. In области, где движение изменяется быстро (например, между участками a-a и b — b на рис.5.9), давление и пьезометрические линии строятся условно путем экстраполяции из областей, где движение изменяется плавно. Всегда расположенный ниже линии давления на ay2 / 2 & > 0, пьезоэлектрическая линия становится прямой линией, параллельной давлению line.

In в этом случае линии E-E и P — P изогнуты (рис. 5.10). в этом случае гидравлический и пьезометрический градиенты определяются для каждого участка как наклон основного участка с длиной DE, прилегающей к section. As наклон касательной соответствующей линии： (5.58） Где знак: минус указывает на то, что наклон считается положительным, а отметки линий E-E и P-P уменьшаются вдоль потока. Из геометрических соображений (см. Рисунок 5.9), с равномерными движениями (5-59)） Поэтому гидравлические градиенты можно интерпретировать как удельный расход энергии (на единицу массового расхода) при расходе на единицу длины.

Когда часть кинетической энергии жидкости преобразуется в потенциальную энергию во время движения, потенциальное давление может увеличиваться, в то время как метка пьезометрической линии увеличивается. Людмила Фирмаль

Смотрите также:

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Правила построения напорной и пьезометрической линий

1. Необходимо выбрать плоскость сравнения 0–0 так, чтобы значения z1и z2, входящие в уравнение Бернулли, обратились в 0 оба или одно из них.

2. Необходимо выбрать 2 сечения, в одном из которых требуется найти величину давления или скорости (расход потока, диаметр), а в другом все члены уравнения Бернулли либо известны, либо могут быть вычислены на основе известных данных.

3. Если на свободной поверхности жидкости в питающем резервуаре атмосферное давление, начало напорной линии лежит на свободной поверхности;

если на свободной поверхности жидкости в питающем резервуаре давление больше атмосферного, начало напорной линии лежит выше свободной поверхности на величину .

4. Если поток вытекает в атмосферу, пьезометрическая линия приходит на ось в конечном сечении;

если поток вытекает «под уровень», т.е. жидкость поступает в приемный резервуар, и на свободной поверхности жидкости атмосферное давление, пьезометрическая линия приходит на свободную поверхность жидкости в приемном резервуаре.

5. В случае равномерного движения реальной жидкости напорная линия Е–Е представляет наклонную падающую прямую.

6. Пьезометрическая линия P–P лежит ниже напорной линии на величину скоростного напора v2/2g.

7. При постоянном диаметре трубопровода величина v2/2g = const, линии Е–Е и P–P параллельны.

8. Линия P–P может быть как падающей так и нарастающей, что зависит от соотношения диаметров участков трубопровода.

9. При решении задач, имея в характерных сечениях численные величины задавшись масштабами, можно строить P–P, откладывая вверх от 0–0 величины , а выше нее Е–Е.

Можно построить линию начального напора, откладывая от нее вниз величины потерь напора строить Е–Е, а ниже нее – P–P.

Рис. 8.3. Пример построения Е–Е и P–P для горизонтального трубопровода постоянного сечения

Рис. 8.4. Пример построения Е–Е и P–P при p0> paв питающем резервуаре

Рис. 8.5. Пример построения Е–Е и P–P при переменном диаметре и положении оси трубопровода

На основании уравнения Бернулли сконструирован ряд приборов, широко используемых в технике: водомер Вентури, водоструйный насос, эжектор, гидроэлеватор и другие.

Совместно рассматривая уравнение Бернулли, уравнение неразрывности потока жидкости и уравнение, определяющее потери напора на трение по длине потока, можно решить любую задачу гидродинамики.

Рис. 8.6. Пример построения Е–Е и P–P для трубопровода переменного сечения (d1> d2) при истечении жидкости в атмосферу

Рис. 8.7. Пример построения Е–Е и P–P для трубопровода переменного сечения (d1

Источник

Правила построения напорной и пьезометрической линий

1. Необходимо выбрать плоскость сравнения 0–0 так, чтобы значения z1и z2, входящие в уравнение Бернулли, обратились в 0 оба или одно из них.

2. Необходимо выбрать 2 сечения, в одном из которых требуется найти величину давления или скорости (расход потока, диаметр), а в другом все члены уравнения Бернулли либо известны, либо могут быть вычислены на основе известных данных.

3. Если на свободной поверхности жидкости в питающем резервуаре атмосферное давление, начало напорной линии лежит на свободной поверхности;

если на свободной поверхности жидкости в питающем резервуаре давление больше атмосферного, начало напорной линии лежит выше свободной поверхности на величину .

4. Если поток вытекает в атмосферу, пьезометрическая линия приходит на ось в конечном сечении;

если поток вытекает «под уровень», т.е. жидкость поступает в приемный резервуар, и на свободной поверхности жидкости атмосферное давление, пьезометрическая линия приходит на свободную поверхность жидкости в приемном резервуаре.

5. В случае равномерного движения реальной жидкости напорная линия Е–Е представляет наклонную падающую прямую.

6. Пьезометрическая линия P–P лежит ниже напорной линии на величину скоростного напора v2/2g.

7. При постоянном диаметре трубопровода величина v2/2g = const, линии Е–Е и P–P параллельны.

8. Линия P–P может быть как падающей так и нарастающей, что зависит от соотношения диаметров участков трубопровода.

9. При решении задач, имея в характерных сечениях численные величины задавшись масштабами, можно строить P–P, откладывая вверх от 0–0 величины , а выше нее Е–Е.

Можно построить линию начального напора, откладывая от нее вниз величины потерь напора строить Е–Е, а ниже нее – P–P.

Рис. 8.3. Пример построения Е–Е и P–P для горизонтального трубопровода постоянного сечения

Рис. 8.4. Пример построения Е–Е и P–P при p0> paв питающем резервуаре

Рис. 8.5. Пример построения Е–Е и P–P при переменном диаметре и положении оси трубопровода

На основании уравнения Бернулли сконструирован ряд приборов, широко используемых в технике: водомер Вентури, водоструйный насос, эжектор, гидроэлеватор и другие.

Совместно рассматривая уравнение Бернулли, уравнение неразрывности потока жидкости и уравнение, определяющее потери напора на трение по длине потока, можно решить любую задачу гидродинамики.

Рис. 8.6. Пример построения Е–Е и P–P для трубопровода переменного сечения (d1> d2) при истечении жидкости в атмосферу

Рис. 8.7. Пример построения Е–Е и P–P для трубопровода переменного сечения (d1

Источник