Файл: Фонарев, А. Л. Гидромеханизация и гидротранспорт рыбы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 48
Скачиваний: 0
о7й |
1 |
(11.576) |
i0' =0,0395 |
( i -kyi< |
|
|
|
Если предположить, что сокращение масштаба тур булентных пульсаций и уменьшение средней длины пути перемешивания жидкости в лотковых гидротраиспортерах и цилиндрических трубах одинаковы, тогда:
а) тяжелая гидросмесь
ia — io■ |
b |
(II.58a) |
(1—k yi* |
||
б) гидросмесь со взвешенным твердым 'компонентом |
||
io'=io’ |
Ь |
(11.586) |
|
||
(1 -/е )5/, |
||
где i0 — гидравлический |
уклон |
однофазной жидкости |
при геометрических (R) |
и кинематических па |
|
раметрах (v) гидросмеси; |
||
Ъ — коэффициент. |
|
|
Таким образом, в наклонных желобах при безнапор |
||
ном транспортировании |
(движение оводорыбной смеси |
|
равномерное, установившееся) гидравлический уклон ра вен:
а) тяжелая гидросмесь (ym> |
1) |
|
b |
— |
|
h = h ' ^ _ ky U— {ym—\) -k- (cos a—fm-sin a); (11.59) |
||
б) гидросмесь |
со взвешенным твердым компонентом |
|
(Ym=yo) |
b |
|
|
|
|
|
h==l°' ( 1 - £ ) 5й |
|
где iz — геометрический уклон |
лоткового гидротранс |
|
портера; |
|
|
a — угол между его осью и вертикалью. Скольжение фаз у тяжелого водорыбного потока опре
делим так же, как и в напорном трубопроводе (11.11, 11.48). Пусть в горизонтальном открытом транспортере тяжелый водорьтбный поток совершает установившееся, равномерное движение (поперечное сечение гидросмеси в виде прямоугольника, ом. рис. 14). На слой рыбы, рас
55
положенный в нижней его части, действуют следующие силы: гидродинамического сопротивления, давления и трения скольжения. Из условия равновесия указанной системы сил определим скорость движения твердого ком понента.
Для гидравлически гладкой стенки открытого жело ба сила гидродинамического сопротивления слоя рыбы приближенно ра.вма:
*=0,0395-6 •( l - f e ) * - " |
■(v0- v m)4*-(o-l, . |
(11.60) |
|
|
К |
|
|
и — площадь поперечного сечения гидросмеси (ом. |
|||
рис. 14), м2; |
|
|
|
иа — расходная скорость воды, м/сек; |
|
||
vm — скорость движения |
слоя рыбы, м/сек. |
|
|
Сила, вызванная перепадом давления на торцах твер |
|||
дого компонента, запишется так: |
|
||
,Р=0,0395 |
Ъ |
Q■v'!i •v/'-k-a-l |
(П.61) |
(1 |
—ky/> |
|
|
Сила трения скольжения рыбы гидротранспортера имеет вид:
|
.j |
-? |
О |
|
< |
|
Введем обозначение:
о стенку лоткового
(11.62)
Ь |
Q-v'U |
F = 0,0395- |
(11.63) |
(1—A)'/' Ay-Rsi< |
|
и тогда |
|
- - l ) |
( l - O m);Al =fm - (11.64) |
Уравнение (11.64) так же, как и (II. 11), представляет собой алгебраическое уравнение о двумя или одним
(Om =0,om— 1) 'неизвестным. Опуская его анализ (11.11),
остановимся на расчетной зависимости vm(v,k). Она
получена |
при следующих |
данных: |
/?=0,100 м, д= |
= 102 кг/сек2/м'1, v = 1,43 •10~6 м2/сек, |
Ау=0,04 •103 кг/м3, |
||
6=0,90, |
ki — 0,20, /е2=0,40 |
и сведена в табл. 10. Расход |
|
ная скорость, входящая в эту таблицу, определялась по уравнению (11.13).
56
Т а б л и ц а 10
k |
|
v m |
0 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1.0 |
|
|
vo |
м /сек |
1,85 |
0,935 |
0,854 |
0,819 |
0,810 |
0,885 |
0,990 |
1,15 |
1,19 |
1,24 |
|
|
v m м /сек |
0 |
0,187 |
0,256 |
0,328 |
0,405 |
0,531 |
0,693 |
0,915 |
1,07 |
1,24 |
||
0,20 |
v |
м /сек |
1,48 |
0,787 |
0,736 |
0,721 |
0,729 |
0,815 |
0,930 |
0,10 |
1,16 |
1,24 |
|
|
v 0:v |
1,25 |
1,19 |
1,16 |
1,14 |
1,11 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,02 |
1,00 |
||
|
k'-.k |
0 |
0,237 |
0,348 |
0,455 |
0,556 |
0,650 |
0,745 |
0,832 |
0,920 |
1,0 |
||
|
k' |
|
0 ' |
0,047 |
0,070 |
0,091 |
0,111 |
0,130 |
0,149 |
0,166 |
0,184 |
0,200 |
|
|
|
|
0 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
|
Vo |
м /сек |
2,49 |
1,08 |
0,980 |
0,941 |
0,880 |
0,960 |
1,02 |
1,07 |
1,10 |
1,12 |
|
|
v m м /сек |
0 |
0,216 |
0,294 |
0,377 |
0,440 |
0,576 |
0,715 |
0,854 |
0,990 |
1,12 |
||
0,40 |
v |
м /сек |
1,50 |
0,735 |
0,705 |
0,716 |
0,704 |
0,806 |
0,898 |
0,982 |
1,06 |
1,12 |
|
v Q:v |
1,66 |
1,47 |
1,39 |
1,32 |
1,25 |
1,19 |
1,14 |
1,09 |
1,04 |
1,00 |
|||
|
|||||||||||||
|
k'-.k |
0 |
0,294 |
0,417 |
0,525 |
0,625 |
0,715 |
0,795 |
0,870 |
0,935 |
1,00 |
||
|
k' |
|
0 |
0,117 |
0,167 |
0,210 |
0,250 |
0,286 |
0,318 |
0,348 |
0,374 |
0,400 |
|
Из табл. 10 видно, что и в открытых желобах сущест вуют две области движения смеси воды и рыбы: область устойчивого .(о^0,700 м/сек) и область неустойчивого (0,700^ о^1,50) м/сек гидротранспортирования. Их границей является минимальная скорость гидротранс порта рыбы (/?=0,100 м, оШ1п=0,700 м/сек).
Отметим, что концентрация гидросмеси оказывает слабое влияние иа величину vm, а следовательно, и на характерные точки гидротранспорта рыбы. Поэтому
&i=0,20; |
О ты =0,700 |
м/сек-, |
отах='1,24 |
м/сек\ |
&2= 0 ,4 0 ; |
omin=0,700 |
м/сек; |
omax=il,12 |
м/сек. |
Так как при безнапорном гидротранспорте рыбы укло ны лоткового транспортера малы (0,005 0,020) [8], величину скольжения фаз у горизонтального потока (11.64, табл. 10) .можно распространить и на этот вид гидротранспорта.
Как и следовало ожидать, зависимости k'(v) и vm(v) имеют одинаковый характер (см. табл. 10).
Критическая скорость водосельдевых смесей в откры том стальном желобе при безнапорном гидротранспорте рыбы (от ^0,565-о, табл. 10) имеет вид:
Г |
R s/t - |
V I" |
■ (II.65) |
Укр— 1,07- [ g- |
■(ут - 1 ) |
(l-A )V :s in а ] |
|
|
Г л а в а |
III |
|
МЕСТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЫБОПРОВОДОВ
'Гидравлическое сопротивление гидросмеси, как и од нофазной жидкости, складывается из потерь напора на трение и потерь напора в местных сопротивлениях:
hw= h w^ + 2 hWa с , |
(111.1) |
где hw — гидравлическое сопротивление гидросмеси, м\ hwTJ> — потери напора на трение, м\
2 /4 ,, . — потери напора в местных сопротивлениях, м.
58
Методы расчета ‘потерь напора на трение в горизон тальных, вертикальных и наклонных рыбопроводах изло жены в предыдущей главе.
В этой главе рассматривается методика расчета мест ных сопротивлений для водорыбных смесей.
Визуальные наблюдения, кино- и фотосъемка пока зывают, что процессы, происходящие в местном сопро тивлении при движении гидросмеси, весьма и весьма сложны, а поэтому не удивительно, что сведения о вели чине гидравлических потерь скудны и носят главным об разом экспериментальный характер. Следует отметить, что подавляющее большинство работ в этой области от носятся 7( исследованиям водогрунтовых смесей [26], [27], [28], [29]. Остановимся «а одной из них.
В работе [29] приведены результаты эксперимента с гидросмесями в двух местных сопротивлениях: внезаи-
ном расширении с со2= ------= 2 ,4 и в составном колене
©1
-с углом поворота потока на 90°. Опыты проводились при расходных скоростях гидросмеси значительно больше критической (режим без заиления). Ее величина при испытании первого местного сопротивления составляла
(2 ^ 0 ^ 3 ,6 5 ) м/сек, а второго — (4 ,4 ^ о ^ 9 ,3 ) м/сек.
Объемная концентрация гидросмеси изменялась (O ^ k ^ . ^0,150). У исследуемых объектов жидкой фазой ‘явля лась вода, а в качестве твердого компонента использовал ся песок, гравий и их смесь.
На основании этих опытов автор работы подтвержда ет мнение А. П. Юфина [26] о том, что и у гидросмеси, и у однофазной жидкости потери напора в местных сопро тивлениях равны друг другу, если их выражать в метрах столба транспортируемой жидкости. Следовательно, (как это следует из вывода автора) потеря энергии в местных сопротивлениях (Дцм.с.)' У гидросмеси и однофазной жид кости ‘различная. Причем влияние твердого компонента (его удельного веса, концентрации и т. д.) на величину этих гидравлических потерь оценивается относительным удельным весом гидравлической смеси.
Что же касается местных гидравлических потерь для случая движения водорыбных смесей, то данные об их величине в научной и технической литературе вообще от сутствуют.
Известно, что для однофазной жидкости теоретически гидравлические потери определяются только при внезап
59