Υδροδυναμική. Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση: Στρωτή και τυρβώδης ροή Γραμμικές απώλειες

Σχετικά έγγραφα
υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Εγγειοβελτιωτικά Έργα και Επιπτώσεις στο Περιβάλλον

1 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΡΩΤΟΥ ΟΡΙΑΚΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΕΠΑΝΩ ΑΠΟ ΑΚΙΝΗΤΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ. Πτώση πίεσης σε αγωγό σταθερής διατομής 2η εργαστηριακή άσκηση. Βλιώρα Ευαγγελία

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 1 η : Πτώση πίεσης σε αγωγό κυκλικής διατομής

v = 1 ρ. (2) website:

2g z z f k k z z f k k z z V D 2g 2g 2g D 2g f L ka D

Απώλειες φορτίου Συντελεστής τριβής Ο αριθμός Reynolds Το διάγραμμα Moody Εφαρμογές

ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

website:

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Α.Μ.Β.Υ. ΛΟΓΩ ΙΞΩΔΩΝ ΤΡΙΒΩΝ ΣΕ ΡΟΕΣ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ

Ατομικά Δίκτυα Αρδεύσεων

Σημειώσεις Εγγειοβελτιωτικά Έργα

PP οι στατικές πιέσεις στα σημεία Α και Β. Re (2.3) 1. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ II

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 2 η Κατανομή πίεσης σε συγκλίνοντα αποκλίνοντα αγωγό.

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

Να υπολογίσετε τη μάζα 50 L βενζίνης. Δίνεται η σχετική πυκνότητά της, ως προς το νερό ρ σχ = 0,745.

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΧΤΩΝ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ: ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ. Σημειώσεις. Επιμέλεια: Άγγελος Θ. Παπαϊωάννου, Ομοτ. Καθηγητής ΕΜΠ

h 1 M 1 h 2 M 2 P = h (2) 10m = 1at = 1kg/cm 2 = 10t/m 2

ΥΔΡΑΥΛΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΡΟΗ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟ ΑΓΩΓΟ

Εισαγωγή στη μόνιμη ομοιόμορφη ροή Ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Ανάθεση εργασίας για το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος «Μηχανική των Ρευστών»

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

κατά το χειµερινό εξάµηνο του ακαδηµαϊκού έτους ΕΜ-351 του Τµήµατος Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών της Σχολής Θετικών

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΟΡΜΗΣ ΡΕΟΛΟΓΙΑ. (συνέχεια) Περιστροφικά ιξωδόμετρα μεγάλου διάκενου.

Ρευστoμηχανική Εισαγωγικές έννοιες. Διδάσκων: Άλκης Παϊπέτης Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

p = p n, (2) website:

Αρδεύσεις (Εργαστήριο)

4 Τριβές σε Σωλήνες και Εξαρτήματα

ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΤΡΙΒΗΣ

6 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Στοιχεία Μηχανολογικού Εξοπλισμού

Ροη αέρα σε Επίπεδη Πλάκα

3. Τριβή στα ρευστά. Ερωτήσεις Θεωρίας

4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3

Κινηματική ρευστών. Ροή ρευστού = η κίνηση του ρευστού, μέσα στο περιβάλλον του

6 Εξαναγκασμένη ροή αέρα

Υδροδυναμική. Περιγραφή της ροής Μορφές ροών Είδη ροών Εξίσωση συνέχειας Εξίσωση ενέργειας Bernoulli

5 Μετρητές παροχής. 5.1Εισαγωγή

Άσκηση 9. Προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής

Εφαρμοσμένη Υδραυλική. ΕΔΙΠ, Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, ΑΠΘ

μία ποικιλία διατομών, σε αντίθεση με τους κλειστούς που έχουμε συνήθως κυκλικές διατομές).

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΞΑΝΘΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

Εξοπλισμός για την εκπαίδευση στην εφαρμοσμένη μηχανική Υπολογισμός της τριβής σε σωλήνα

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Hydraulics - Υδραυλική CIV 224

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

[ ] = = Συναγωγή Θερμότητας. QW Ahθ θ Ah θ θ. Βασική Προϋπόθεση ύπαρξης της Συναγωγής: Εξίσωση Συναγωγής (Εξίσωση Newton):

2 ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΡΟΗΣ ΚΟΝΤΑ ΣΕ ΣΤΕΡΕΟ ΟΡΙΟ Γενικά Εξισώσεις τυρβώδους ροής-τυρβώδεις τάσεις Κατανοµή στρωτών και τυρβωδών

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ Ι. κ. ΣΟΦΙΑΛΙΔΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

Υδραυλικός Υπολογισμός Βροχωτών Δικτύων

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

Υποστηρικτικό υλικό για την εργασία «Πειραματική διάταξη για τη μελέτη της ροής ρευστού σε σωλήνα» του Σπύρου Χόρτη.

Μόνιμη ροή. Τοπικές ανομοιογένειες δεν επηρεάζουν τη ροή, τοπικές απώλειες Συνήθως κυκλικοί αγωγοί γ του εμπορίου

Ρευστομηχανική Εισαγωγικές έννοιες

Το μισό του μήκους του σωλήνα, αρκετά μεγάλη απώλεια ύψους.

Κεφάλαιο 3 - Μορφές ροής και αριθμός Reynolds

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 7-9

Μακροσκοπική ανάλυση ροής

ΣΥΣΚΕΥΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΙΞΩΔΟΥΣ ΥΓΡΩΝ

Προσομοίωση Πολυφασικών Ροών

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου 5/3/2017

Διατήρηση της Ύλης - Εξίσωση Συνέχειας

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου ~~ Ρευστά ~~

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Ρευστά. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

ΡΟΗ ΑΕΡΑ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΚΥΛΙΝΔΡΟ

website:

Παραδείγµατα ροής ρευστών (Moody κλπ.)

Δ Ε Υ Α Ρ ΔΗΜΟΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΔΗΜΟΥ ΡΟΔΟΥ ΤΕΥΧΟΣ 11 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΥΔΡΕΥΣΗΣ - ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΕΡΓΟΥ:

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

Χειμερινό εξάμηνο

Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Μαρούσι Καθηγητής Σιδερής Ε.

Στο διπλανό σχήμα το έμβολο έχει βάρος Β, διατομή Α και ισορροπεί. Η δύναμη που ασκείται από το υγρό στο έμβολο είναι

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 11 ΣΤΡΟΒΙΛΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ

Αιολική Ενέργεια & Ενέργεια του Νερού

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Χρίστος Α. Καραβίτης Διαχείριση Υδατικών Πόρων Τμήμα ΑΦΠ & ΓΜ, Γ.Π.Α.

ρ. Μ. Βαλαβανίδης, Επικ. Καθηγητής ΤΕΙ Αθήνας 10/6/2010 1

Κεφάλαιο 5: Αρχές υδραυλικής στα αστικά υδραυλικά έργα

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ. Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος Γ εξάμηνο

Συνοπτική Παρουσίαση Σχέσεων για τον Προσδιορισμό του Επιφανειακού Συντελεστή Μεταφοράς της Θερμότητας.

ΡΕΥΣΤΑ. Φυσική Θετικού Προσανατολισμου Γ' Λυκείου

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ- ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ NAVIER STOKES

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Εφαρμοσμένη Υδραυλική

ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ ΥΠΟΕΡΓΟΥ 04. " Εκπαίδευση Υποστήριξη - Πιλοτική Λειτουργία "

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 10 η : Μεταβατική Διάχυση και Συναγωγή Μάζας

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

Σχεδιασμός και ανάλυση δικτύων διανομής Υπολογισμός Παροχών Αγωγών

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 4- ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ( ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΡΕΥΣΤΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ -ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΤΡΙΒΗΣ ΤΥΡΒΩΔΟΥΣ ΡΟΗΣ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟΥΣ ΑΓΩΓΟΥΣ

Transcript:

Υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση: Στρωτή και τυρβώδης ροή Γραμμικές απώλειες Τεράστια σημασία του ιξώδους: Ύπαρξη διατμητικών τάσεων που δημιουργούν απώλειες ενέργειας

Είδη ροών Στρωτή ή γραμμική ή αστρόβιλη ροή, όταν τα στοιχεία του ρευστού κινούνται σε παράλληλες μεταξύ τους γραμμές και δεν διασχίζουν τις γραμμές των άλλων στοιχείων. Το υγρό φαίνεται να κινείται με ολίσθηση φύλλων απειροστής πυκνότητας σχετικά με γειτονικά στρώματα. Παράδειγμα αποτελεί ο καπνός όταν ανέρχεται ήρεμα και κατακόρυφα. Τυρβώδης ή στροβιλώδης ροή, όταν τα στοιχεία του ρευστού έχουν ακανόνιστη κίνηση. Γενικά μπορεί να αναλυθεί σε δύο συνιστώσες, μια μέση, και μια ταλαντώσεων διαφόρων συχνοτήτων. Στο παράδειγμα του καπνού, η κίνηση είναι τυρβώδης όταν μετά την ήρεμη πορεία του, αρχίζει να κινείται ακανόνιστα.

Εμφάνιση στρωτής και τυρβώδους ροής Στρωτή ή γραμμική ή αστρόβιλη ροή, μικρές ταχύτητες, η μικρές διαστάσεις ροής (πχ διάμετρος), ή μεγάλο ιξώδες: οι δυνάμεις του ιξώδους υπερισχύουν των δυνάμεων αδρανείας. Ετσι διατηρείται η σχετική θέση των μορίων του ρευστού μεταξύ τους, και εμποδίζεται η ανάμιξή τους. Η λιγότερο συνηθισμένη κατάσταση σε πρακτικά προβλήματα. Τυρβώδης ή στροβιλώδης ροή, η πιο συνηθισμένη, λόγω του μικρού ιξώδους του νερού. Ακανόνιστες, χαοτικές κινήσεις των μορίων. Αδύνατη η αναλυτική περιγραφή της κίνησης, οπότε χρησιμοποιούνται πειραματικές εμπειρικές μέθοδοι.

Μόνιμη και μη-μόνιμη ροή Στρωτή: ο διαχωρισμός είναι ευδιάκριτος Τυρβώδης: η ροή δεν μπορεί να είναι απόλυτη μόνιμη, παρά μόνο «μέση μόνιμη ροή», με την έννοια ότι οι γραμμές ροής έχουν χαοτικό χαρακτήρα, αλλά η παροχή μπορεί να παραμένει σταθερή.

Θεωρία της οριακής στιβάδας Εξισώσεις Navier-Stokes με μ=0, μετασχηματίζονται στις Euler. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ακόμα και για το νερό, δεν μπορούμε να θεωρήσουμε τέλειο ρευστό. Αιτία: η επαφή του ρευστού με τα τοιχώματα ή με άλλα στερεά που παρεμβάλλονται στη ροή. Η περιοχή της ροής στην είσοδο σε αγωγό, ή σε πλάκα χωρίζεται σε δύο υποπεριοχές: Επίδραση της τριβής ασήμαντη Τριβές κυριαρχούν: οριακή στιβάδα Τρείς υποπεριοχές της οριακής στιβάδας: στρωτή, μεταβατική, τυρβώδης

Prandtl - Οριακή στιβάδα

Μήκος ανάμιξης

Δυναμική ομοιότητα ο αριθμός Reynolds

Τυρβώδης ροή αριθμός Reynolds Μίξη στρωμάτων προέρχεται από αστάθεια Ισορροπία δυνάμεων αδράνειας, πίεσης, τριβή Αύξηση τραχύτητας προκαλεί αύξηση των δυνάμεων αδράνειας, τελικά τυρβώδης Λόγος δυνάμεων αδράνειας προς τριβής Αδράνεια ανάλογη μάζας και κινηματικής κατάστασης. Τριβή, ανάλογη ιξώδους

Τυρβώδης ροή αριθμός Reynolds αδράνεια 2 U UD U D Re = = = U μ D τριβή D: χαρακτηριστικό μήκος, σε κυκλικό αγωγό η διάμετρος μ: το δυναμικό ιξώδες ν: το κινηματικό ιξώδες

Μεγέθη αναφοράς για διάφορα είδη ροής

Κρίσιμη τιμή Re Πείραμα Reynolds: Διοχέτευση βαφής στο στόμιο Β U D = 2000 2500 40 ν Re cr cr Το Re cr εξαρτάται από το αν η ροή είναι αύξουσα ή φθίνουσα, αν αυξάνεται ή μειώνεται απότομα, από εξωτερικές ταλαντώσεις και από την τραχύτητα

Διατμητική τάση σε οριζόντιο κυκλικό αγωγό Εξισώνοντας τις δυνάμεις διάτμησης και Διαφοράς πίεσης που δρούν στο στοιχείο ( ) 2 2 + rπp pdp r 2rπdx = 0 dp r R τ- = = 0 ( pp 2 ) dx 2 2 l 1 Βρίσκουμε την μέγιστη διατμητική τάση τ 0, που εμφανίζεται στα τοιχώματα Η πτώση της πίεσης λόγω της διάτμησης είναι: Όπου f ένας συντελεστής τριβής, l το μήκος του αγωγού, D η διάμετρός του U η μέση ταχύτητα του υγρού f l p = 2D 2 U

Συντελεστής τριβής κυκλικού αγωγού για στρωτή ροή Παραβολική κατανομή της ταχύτητας: 2 2 pr () rv = 1 r 2 4 l R Μέγιστη και μέση ταχύτητα 2 Rp = = 2 U 4μl U max Σε στρωτή ροή αποδεικνύεται ότι f=64/re, και αντικαθιστώντας στη σχέση της προηγούμενης διαφάνειας: παίρνουμε: UD Re= μ fl 2 l 2 lu p = = 164 U = U 322 2D 2 DU D D Επίσης, η διαφορά πίεσης λόγω της τριβής διαιρώντας δια γ=ρg γίνεται: Δp 2 fl 2 lu p= = = U hf (πτώση πίεσης σε διαστάσεις m) 2D γ D2 g

Μόνιμη τυρβώδης ροή σε κυκλικό αγωγό Με τις συνεχείς μετακινήσεις των στροβίλων η κατανομή της ταχύτητας είναι πιο ομοιόμορφη στη στροβιλώδη ροή Η τύρβη δημιουργείται από τις διατμητικές δυνάμεις που αναπτύσσονται λόγω του ιξώδους και από τις διαφορετικές ταχύτητες των γειτονικών στρωμάτων

Μόνιμη τυρβώδης ροή σε κυκλικό αγωγό Η ταχύτητα μπορεί να παρουσιάζει διακυμάνσεις, Εκτός από αυτές των στροβίλων, και στον χρόνο Επειδή δεν υπάρχει αναλυτική σχέση για την κατανομή των ταχυτήτων, Αναπτύχθηκαν πολλές εμπειρικές σχέσεις

Επίδραση του Re στην κατανομή Ο Blasius, για λείους αγωγούς (ανέφικτο), και για Re<100000. έδωσε τον νόμο αντίστασης για τον συντελεστή τριβής: 0316. f = 025. Re O Nikuradse, βρήκε κατανομή Ταχυτήτων της μορφής: 1 n U r = 1 U R 0 Όπου ο συντελεστής n παίρνει τιμές μέχρι 10 για μεγάλους αριθμούς Re. Στο σχήμα φαίνεται ότι αυξάνεται η ομοιομορφία της κατανομής με τον Re

Prandtl νόμος τριβής Διαδοχικές προσεγγίσεις για το f: 1 = 0. 87 ln f ( Re f). 80 Σχέση Colebrook White για τη μεταβατική περιοχή (προσεγγιστική) 1 18. 7 = 1. 74 2log + f RRe f

Εξισώσεις υπολογισμού του f

Σχέσεις για τον συντελεστή τριβής f

Μια απλή και ακριβής σχέση

Τυρβώδης ροή σε σωλήνες με τραχύτητα Η τραχύτητα υπάρχει και μετριέται σε mm (απόλυτη) ή σχετική ως προς τη διάμετρο. Είναι μέτρο παρέκλισης πραγματικού τοιχώματος από το ιδεατό. Κύριος λόγος για την πτώση πίεσης: Δυνάμεις πίεσης όταν το ρευστό περιρέει τις προεξοχές και σχηματίζονται νεκροί χώροι στις εσοχές. Στρωτή ροή = αμελητέα επίδραση

Επίδραση της σχετικής τραχύτητας σε μεγάλους Re Σχετική τραχύτητα ε/d f Σχέση Von-Karman Nikuradse: 1 = 2 log f ( Re/ ) + 1. 74

Ασκηση Υγρό πυκνότητας 1280 kg/m 3 και δυναμικού ιξώδους 0.008 kg/(m.sec) ρέει σε κυκλικό αγωγό διαμέτρου 0.12 m και τραχύτητας 0.1 mm. Αν η ογκομετρική παροχή είναι 1200 lt/min, υπολογίστε τις γραμμικές απώλειες σε μήκος 2500 m του σωλήνα. Η παροχή είναι 1200 lt/min, δηλαδή 1200/60000 m 3 /sec= 0.02 m 3 /sec. Μπορούμε να υπολογίσουμε την μέση ταχύτητα στον αγωγό: V = 4Q / πd 2 = 1.768 m/sec Το κινηματικό ιξώδες είναι απαραίτητο για τον υπολογισμό του αριθμού Re: ν=μ/ρ = 0.008/1280 = 6.25. 10-6 m 2 /s και κατόπιν Re = V D / ν = 33953 = 3.4. 10 4 Για τον υπολογισμό του συντελεστή f, μας χρειάζεται εκτός από τον αριθμό Re, και η σχετική τραχύτητα: (e/d) = 0.1/120 = 8.33. 10-4. Με τα δεδομένα της σχετικής τραχύτητας και του Re, βρίσκουμε συντελεστή απωλειών = 0.025. Οι απώλειες ενέργειας είναι Δh = f (L/D) (V 2 /2g) = 0.025. (2500/0.12). (1.768 2 /19.62) = 83,0 m f

Ασκηση Για την μεταφορά παροχής νερού ίσης με 1750 cm 3 /sec, μπορούμε να διαθέσουμε λείους αγωγούς από PVC τριών διαφορετικών ονομαστικών διαμέτρων που φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Η επιτρεπόμενη μέση ταχύτητα είναι από 0.5 έως 1.9 m/s. Να βρεθεί με ποιά, ή με ποιές από αυτές τις διαμέτρους η ταχύτητα είναι μέσα στις επιτρεπόμενες τιμές. Για τη διάμετρο ή τις διαμέτρους αυτές, να βρεθεί το ύψος των απωλειών ενέργειας σε 100 m μήκους του αγωγού ή των αγωγών (κινηματικό ιξώδες νερού ν=10-6 m 2 /s). α/α Ονομαστική διάμετρος (mm) Πάχος τοιχώματος (mm) Εσωτερική διάμετρος (mm) 1 50 1.5 47 V 4Q = Re = 2 p D VD n 2 LV D H = f g D 2 g 2 63 1.9 59.2 3 75 2.2 70.6

Ασκηση

Ασκηση Μιά σωλήνωση BCD μήκους 600 m εκρέει ελεύθερα σε σημείο που βρίσκεται h = 2500 cm κάτω από τη στάθμη της δεξαμενής του σχήματος. Η είσοδος του σωλήνα προεξέχει στο εσωτερικό της δεξαμενής. Τα πρώτα 300 m έχουν διάμετρο 20 cm και τα υπόλοιπα 300 m έχουν διάμετρο 10 cm. Βρείτε την παροχή της εκροής, εάν ο συντελεστής των Darcy Weisbach είναι σε όλο το μήκος της BCD ίσος με f=0.03. K=1 (προεξ), ή Κ=0.8 K=0.25 ή 0.37 V1=0.571m/s, Q=0.0179m3/s