Hidrolik direniş - ve nasıl akacağız?

Herhangi bir harekette enerji kayıpları vardır - en azından bir araba, en azından bir uçak, hatta boru hattında bir sıvı olacaktır. Enerjinin her zaman bir parçası, harekete direnişin üstesinden gelmek için harcanmaktadır. Sıvı başlığının azaltılması ve hidrolik direncin nasıl belirlendiği alışkanlıktır. Aslında, iki tür direnç vardır - yerel ve doğrusal. Lokal, boruların valf, vana, bükülme, uzatma ve daralma alanlarında enerji kaybı ile ilişkilidir.

Sıvının viskozitesinin daima bir kayba yol açtığına dikkat edilmelidir . Hesaplama formülü valflerin, boruların ve valflerin parametreleriyle ilgili yerel kayıplar veya hidrolik direnç, özel bir yöntemle belirlenir. Ancak doğrusal kayıplar, borudaki sıvının akışının doğasına bağlıdır.

Akışkan akış rejimleri ile ilgili araştırmalar 1883 yılında Reynolds tarafından gerçekleştirildi. Bu çalışmalarda boya ilave edilmiş bir su akışı kullanılmış ve cam tüpünde boya ve su hareketinin karakteri gözlemlenmiştir. Bu durumda, sıvının basıncı, hızı ve basıncı ölçülmüştür.

İlk hareket modu düşük su hızında gözlenmiştir. Bu durumda, boya ve su birbirine karışmaz ve boru boyunca birlikte hareket eder. Hız ve basınç zaman içinde sabittir. Böyle bir akışkan akış rejimi laminer olarak adlandırılır.

Bununla birlikte, hareket hızı artarsa, belirli bir değerde sıvının hareketinin resmi değişir. Bir miktar boya tüpün tüm hacminde karışmaya başlar, girdap oluşumları ve sıvının dönüşü görülebilir hale gelir. Sıvının hızının ve basıncının ölçülen değerleri titremeye başlar. Böyle bir hareket çalkantılı olarak adlandırılır. Akış oranı azaltılırsa, laminer hareket tekrar düzelir.

Bir laminer akışlı akış ile , hidrolik direnç minimum, türbülanslı akışla çok daha büyüktür. Burada boru duvarında hala sürtünme kayıplarının olduğunu açıklığa kavuşturmak gereklidir. Laminer akış esnasındaki hız boru duvarında azdır ve akışın merkezi boyunca maksimumtur, ancak su akışı tüm boru boyunca sorunsuz hareket eder. Türbülans hareketinde, türbülansı su hareketi ve ilave hidrolik direnç için engel oluşturur.

Kayıplara katkıda bulunan başka bir fenomen var. Buna kavitasyon denir. Kavitasyon, borudaki akışkan akışında bir tıkanıklık göründüğünde gözlenir. Böylesine bir yerde hareket hızı artar ve Bernoulli yasasına göre basınç azalır. Basıncın azalması sıvı içindeki çözünmüş gazların başlamasına ve su sıcaklığının mevcut sıcaklıkta kaynatılmaya başlamasına yol açar.

Dar bir bölümden geçtikten sonra akış hızı azalır, basınç artar ve kaynama kaybolur. Kavitasyon, yerel laminar akış bozuklukları nedeniyle ek kayıplara neden olur. Kural olarak, vinçlerde, mandallarda ve benzeri diğer düğümlerde ortaya çıkar. Böyle bir fenomen, son derece istenmeyen olarak düşünülür, çünkü Tüm boru hattı sistemine zarar verebilir.

Böylece, hidrolik direncin birkaç faktör tarafından belirlenen bir kavram olduğu ortaya çıkıyor. Bunlara boru hattı sisteminin tasarım özellikleri (uzunluk, bükülmeler, vinçler ve mandallar) dahildir; bunlara boruların yapıldığı malzeme dahildir. Sıvı akışının doğası da kaybı etkiler. Bu, bir boru hattı sisteminin ne olması ve tasarımından ve çalışmasından kaçınılması gerektiğini anlamamızı sağlar.

Sunulan malzemede, boru hattı sistemi ile ilgili hidrolik direnç gibi kavramlar düşünüldü. Sıvının çeşitli akış rejimleri ve borudaki davranışı hakkında bir açıklama yapılır.