ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Одномерное движение сжимаемой среды по трубам постоянного сечения из "Механика жидкости " Трение, вызывающее внутреннее выделение тепла и влияющее на изменение плотности и давления, является одним из основных факторов при обтекании сжимаемой жидкостью тел или при движении такой жидкости в трубах. [c.309] В следующих параграфах мы рассмотрим в одномерной постановке характерные для потока сжимаемой жидкости соотношения между различными характеристиками течения и потерями на трение. Будут рассмотрены изотермический случай, характерный для трубопроводных линий, которые уже достигли термического равновесия с внешней средой, и адиабатический случай, который встречается при движении в теплоизолированных трубах. [c.309] Для адиабатических течений (с трением или без него) в приведенных вышр уравнениях слагаемое q°, учитывающее теплообмен с внешней средой, равно нулю. [c.310] С—скорость звука, равная для газа kRT -, fe = p/ — отношение удельных теплоемкостей. [c.312] Вышеприведенные уравнения могут быть решены, если конкретизирован термодинамический процесс и известен коэффициент сопротивления трения. Эксперименты [Л. 12] с дозвуковым потоком, т. е. при 0 Ма 1, не обнаруживают сущ,ествеиного влияния сжимаемости на сопротивление, когда профиль скорости полностью развит. Следовательно, в этом случае могут использоваться те же коэффициенты сопротивления трения, что и для случая несжимаемой жидкости (рис. 13-12). [c.312] Трение уменьшает давление в направлении течения в дозвуковом потоке, но вызывает рост давления вниз по течению при сверхзвуковых скоростях. Следовательно, и в том, и в другом случае скорость течения постепенно приближается к критической скорости, а непрерывный переход от дозвуковой скорости к сверхзвуковой или обратно невозможен i. Критическая длина трубы (с точки зрения плавности течения) как нри дозвуковой, так и при сверхзвуковой скоростях достигается при Ма=1 для адиабатических условий и при Ма=1/]/йдля изотермических условий . Для сверхзвуковых течений эта критическая длина так коротка, что полностью развитое течение устанавливается редко. [c.312] Экспериментальные данные для коэффициентов сопротивления трения на начальном участке сверхзвукового потока обобщены Шапиро [Л. 13]. [c.313] С возрастанием трения скорость этих изменений возрастает. Таким образом, критическая (предельная) длина трубы соответствует такому д , где достигается Ма=1/(/ . Это максимальная длина, для которой данное изотермическое течение будет происходить непрерывно. Если длина трубопровода превышает эту предельную длину, то либо возникает скачок уплотнения, либо давление на входе должно быть изменено так, чтобы оно соответствовало условиям на выходе. Из уравнения (13-406) видно, что при 7 = onst будет иметь место приток тепла к л идкости, если Ма 1/ )% и V уменьшается в направлении течения. [c.314] При практических расчетах используются коэффициенты сопротивления трения для несжимаемых потоков, и А оценивается по исходным данным. [c.315] Предельная (критическая) длина трубы при адиабатическом течении соответствует такому х, где достигается Ма=1, причем при превышении этой длины наблюдаются те же явления, что и для изотермического теч ения, где предельные условия достигаются при Ма=1/1/й. [c.315] Пример 13-6. Изотермическое течение газа в трубе. [c.316] Газ метан перекачивают по стальному трубопроводу (с внутренним диаметром 60 см), соединяющему две компрессорные станции, удаленные друг от друга на 50 км. У вышерасположенной станции абсолютное давление не должно превышать 5 кГ1см , а у нижерасположенной станции оно должно быть не меньше 0,7 кГ/см . Определить максимально допустимый расход (в м /сутки при 16° С и давлении 1 кГ1см ), считая, что имеется достаточный теплообмен через стенки трубопровода, так что температура газа сохраняется постоянной и равной 16° С. [c.316] Дли метана (табл. 1-6) R = S2,M кГ м/кг град = 518,36 м /сек град ц=1,17- 10- кГ-сек м А =1,26. [c.316] Пример 13-7. Адиабатическое течение газа в трубе с трением. [c.317] Вернуться к основной статье