Что называют расходом жидкости

Поток жидкости и его параметры

Поток жидкости — это часть неразрывно движущейся жидкости, ограниченная твердыми деформируемыми или недеформируемыми стенками, образующими русло потока. Потоки, имеющие свободную поверхность, называются безнапорными. Потоки, не имеющие свободной поверхности, называются напорными

Поток жидкости характеризуется такими параметрами как площадь живого сечения S, расход жидкости Q(G), средняя скорость движения v.

Живое сечение потока — это сечение, которое перпендикулярно в каждой точке скорости частиц потока жидкости.

Векторы скорости частиц имеют некоторое расхождение в потоке жидкости.

Живым сечением потока жидкости называется сечение, которое перпендикулярно в каждой точке скорости частиц потока жидкости.

Рис. Векторы скорости потока жидкости (а) и живое сечение потока (б)

Поэтому живое сечение потока — криволинейная плоскость (рис. а, линия I—I) В виду незначительного расхождения векторов скорости в гидродинамике за живое сечение принимается плоскость, расположенная перпендикулярно скорости движения жидкости в средней точке потока.

Расход жидкости — это количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Расход может определяться в массовых долях G и объемных Q.

Средняя скорость движения жидкости — это средняя скорость частиц в живом сечении потока.

Если в живом сечении потока, движущегося, например, в трубе, построить векторы скорости частиц и соединить концы этих векторов, то получится график изменения скоростей (эпюра скоростей).

Рис. Распределение скоростей движения жидкости в живом сечении трубы при течении: а — турбулентном; б — ламинарном

Если площадь такой эпюры разделить на диаметр данной трубы, то получится значение средней скорости движения жидкости в данном сечении:

Vcр = Sэ/d,
где Sэ — площадь эпюры местных скоростей; d — диаметр трубы

Объемный расход жидкости рассчитывается по формуле:

Q = Sэ*Мср,
где Q — площадь живого сечения потока.

Параметры потока жидкости определяют характер движения жидкости. При этом оно может быть установившимся и неустановившимся, равномерным и неравномерным, неразрывным и кавитационным, ламинарным и турбулентным.

Если параметры потока жидкости не изменяются во времени, то ее движение называется установившимся.

Равномерным называется движение, при котором параметры потока не изменяются по длине трубопровода или канала. Например, движение жидкости по трубе постоянного диаметра является равномерным.

Неразрывным называется движение жидкости, при котором она перемещается сплошным потоком, заполняющим весь объем трубопровода.

Отрыв потока от стенок трубопровода или от обтекаемого предмета приводит к возникновению кавитации.

Кавитацией называется образование в жидкости пустот, заполненных газом, паром или их смесью.

Кавитация возникает в результате местного уменьшения давления ниже критического значения pкр при данной температуре (для воды ркр= 101,3 кПа при Т= 373 К или ркр= 12,18 кПа при Т= 323 К и т. д.). При попадании таких пузырьков в зону, где давление выше критического, в эти пустоты устремляются частицы жидкости, что приводит к резкому возрастанию давления и температуры. Поэтому кавитация неблагоприятно отражается на работе гидротурбин, жидкостных насосов и других элементов гидравлических устройств.

Ламинарное движение — это упорядоченное движение жидкости без перемешивания между ее соседними слоями. При ламинарном течении скорость и силы инерции, как правило, невелики, а силы трения значительны. При увеличении скорости до некоторого порогового значения ламинарный режим течения переходит в турбулентный.

Турбулентное движение — это течение жидкости, при котором ее частицы совершают неустановившееся беспорядочное движение по сложным траекториям. При турбулентном течении скорость жидкости и ее давление в каждой точке потока хаотически изменяется, при этом происходит интенсивное перемешивание движущейся жидкости.

Для определения режима движения жидкости существуют условия, согласно которым скорость потока может быть больше или меньше той критической скорости, когда ламинарное движение переходит в турбулентное и наоборот.

Однако установлен и более универсальный критерий, который называют критерием или числом Рейнольдса:

Re = vd/V,
где Re — число Рейнольдса; v — средняя скорость потока; d — диаметр трубопровода; V — кинематическая вязкость жидкости.

Опытами было установлено, что в момент перехода ламинарного режима движения жидкости в турбулентный Re = 2320.

Число Рейнольдса, при котором ламинарный режим переходит в турбулентный, называется критическим. Следовательно, при Re 2320 — турбулентное. Отсюда критическая скорость для любой жидкости:

Источник

Понятие расхода. Характеристики потока среды

ПОНЯТИЕ РАСХОДА:

Объемный расход определяется по формуле:

Q = V • S,

где Q — объемный расход;
V — скорость потока;
S — площадь поперечного сечения потока.

Массовый расход определяется через плотность и объемный расход:

Qm = Q • ρ,

где Qm — массовый расход;
ρ — плотность измеряемой среды.

Как правило, в качестве объемных единиц измерения количества среды используют: литр (л), кубический сантиметр (см³) и кубический метр (м³); а массовых — грамм (г), килограмм (кг) и тонну (т).

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА:

Наиболее важными характеристиками потока, влияющими на характер движения среды, являются:

Вязкостью (динамической) называют физическое свойство текучей среды, характеризующее внутреннее трение между ее слоями. Единицей измерения вязкости является Пуаз (П), вязкость маловязких жидкостей и газов измеряют в сотых долях Пуаза — сантипуазах (сП).

Наряду с динамической вязкостью используют величину, называемую кинематической вязкостью:

где ν — кинематическая вязкость;
µ — вязкость.

Единицей измерения кинематической вязкости служит Стокс (Ст), на практике чаще используется его сотая часть — сантистокс (сСТ).

Вязкость жидких сред с увеличением температуры уменьшается, причем для различных жидкостей данная зависимость различна. В то же время, вязкость жидких сред зависит и от давления, обычно возрастая при его увеличении. Однако, при давлениях, встречающихся в большинстве случаев (до 20 МПа), это изменение незначительно и, как правило, не учитывается.

Для газообразных сред зависимость вязкости от давления и от температуры весьма существенна: с увеличением давления кинематическая вязкость газов уменьшается, а с увеличением температуры — увеличивается.

ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ:

Скорость потока, вязкость и плотность жидкости определяют режим движения жидкости в трубопроводе. Исследование вопроса о механизме движения сред привело к заключению о существовании двух режимов движения жидкости:

Критерием оценки обоих режимов является число Рейнольдса:

Re = (V • D • ρ)/µ = (V • D)/ν,

где Re — число Рейнольдса;
D — внутренний диаметр трубопровода.

Ламинарный режим движения наблюдается при Re 4000, хотя данное значение, в зависимости от условий движения потока, может оказаться большим. Режим движения при 2000 При турбулентном же режиме эпюра скоростей имеет более сглаженный характер. Закон распределения скорости по сечению трубопровода играет важную роль при определении действительного расхода среды. Так как данный закон в большинстве случаев неизвестен, используется определение средней скорости потока — скорость, с которой должны двигаться через поперечное сечение потока все частицы, чтобы расход среды был равен расходу, полученному с действительными неодинаковыми для различных частиц скоростями.

В зависимости от принципа измерения, осреднение скорости потока производится либо конструктивным путем, либо вытекает из самого принципа измерения. «Качество» осреднения скорости потока напрямую влияет на точность работы расходомера.

При прохождении потока среды через местные сопротивления (колена, тройники, клапаны ) нарушается распределение скорости потока по сечению трубопровода (поток дестабилизируется). Поэтому, как правило, после местных сопротивлений перед расходомером необходимо выдержать прямой участок для стабилизации потока, в противном случае погрешность измерений может увеличиться. Как правило, для современных расходомеров прямой участок «до» составляет порядка 5…20 DN. Более детальные данные о величине прямых участков приводятся в техническом описании конкретного прибора.

Источник

Расход воды

Расход воды (в водотоке) — объём воды, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени. Измеряется в расходных единицах (м³/с). В промышленности расход воды (жидкости) измеряется расходомерами.

В гидрологии используются понятия максимального, среднегодового, минимального и др. расходов воды. Наряду с расходом наносов является одним из руслоформирующих факторов.

В общем случае методология измерения расхода воды в реках и трубопроводах основана на упрощённой форме уравнения непрерывности, для несжимаемых жидкостей:

В гидрогеологии и геологии вместо термина «расход воды» может использоваться термин «дебит» (напр. «дебит скважины»), однако его использование носит локальный характер для этих специальностей и не распространяется, например, на родственную им гидрологию.

В океанологии расход морских течений измеряется в Свердрупах.

См. также

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Расход воды» в других словарях:

РАСХОД ВОДЫ — (обозначение Q), мера количества воды, проходящей через определенную точку, выраженная в кубических метрах в секунду (м3/сек). Расход можно измерить по формуле Q=V3А, где V скорость течения воды, а А площадь поперечного сечения реки (канала,… … Научно-технический энциклопедический словарь

РАСХОД ВОДЫ — объем воды, протекающей через живое сечение потока в единицу времени (обычно в м&sup3/с, для малых водотоков в л/с) … Большой Энциклопедический словарь

РАСХОД ВОДЫ — объем воды, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Измеряется в м3/с или л/с. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

расход воды — Объем воды, протекающий через живое сечение потока в единицу времени … Словарь по географии

расход воды — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN flow of water … Справочник технического переводчика

расход воды — 3.7 расход воды: Скорость разложения воды при перезаряде батареи, определяющая безуходность. Примечание Батареи с регулирующим клапаном имеют очень малый расход воды и не предназначены для доливки дополнительной воды. 3.8 сухозаряженная батарея… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

расход воды — объём воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени; одна из важнейших гидрологических характеристик. Для рек обычно исчисляется в м³/с, для малых водотоков в л/с. На реках и каналах измеряется гидрометрическими вертушками,… … Географическая энциклопедия

расход воды — объём воды, протекающей через живое сечение потока в единицу времени (обычно в м3/с, для малых водотоков в л/с). * * * РАСХОД ВОДЫ РАСХОД ВОДЫ, объем воды, протекающей через живое сечение потока в единицу времени (обычно в м3/с, для малых… … Энциклопедический словарь

расход воды — vandens debitas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Vandens kiekis, kuris prateka per tam tikrą vandens telkinio skerspjūvį per laiko vienetą (reiškiamas m³/s arba l/s). atitikmenys: angl. water debit vok. Wasserdebit, m;… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Расход воды — объём воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени (обычно в м3/сек); одна из важнейших характеристик режима рек и водных ресурсов. Об измерении Р. в. см. в статье Гидрометрия. См. также Расход в гидравлике … Большая советская энциклопедия

Источник

Расход жидкости

Количество жидкости, протекающей через турбинный преобразователь за единицу времени

Смотри также родственные термины:

1. Расход жидкости (газа)

Ндп. Мгновенный расход

D. Durchfluß einer Flüssigkeit (eines Gases)

E. Flowrate of a fluid

F. Débit d’un fluide

13. Расход жидкости (газа) с заданным законом изменения

3.1 расход жидкости (расход): По ГОСТ 15528.

3.6 расход жидкости в поперечном сечении канала: Количество жидкости, проходящей через поперечное сечение канала в единицу времени.

Полезное

Смотреть что такое «Расход жидкости» в других словарях:

расход жидкости — расход Объем жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Примечание В соответствии с определением ГОСТ 19179 73. [СО 34.21.308 2005] Тематики гидротехника Синонимы расход … Справочник технического переводчика

расход жидкости. — 3.13.8 расход жидкости. Расход: Объем жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Примечание. В соответствии с определением ГОСТ 19179 73. Источник: СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

расход жидкости — Количество жидкости, протекающее через данное сечение потока за элементарный промежуток времени, отнесенное к этому промежутку … Политехнический терминологический толковый словарь

расход жидкости (газа) — Ндп. мгновенный расход Физическая величина, равная пределу отношения приращения массы или объема, или количества жидкости (газа), протекающих в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлению скорости потока, к интервалу времени, за… … Справочник технического переводчика

расход жидкости (газа) с заданным законом изменения — [ГОСТ 15528 86] Тематики измерение расхода жидкости и газа … Справочник технического переводчика

Расход жидкости (газа) — 1. Расход жидкости (газа) Расход Ндп. Мгновенный расход D. Durchfluß einer Flüssigkeit (eines Gases) E. Flowrate of a fluid F. Débit d’un fluide Источник: ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

расход жидкости (расход) — 3.1 расход жидкости (расход): По ГОСТ 15528. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Расход жидкости (газа) с заданным законом изменения — 13. Расход жидкости (газа) с заданным законом изменения Источник: ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

расход жидкости в поперечном сечении канала — 3.6 расход жидкости в поперечном сечении канала: Количество жидкости, проходящей через поперечное сечение канала в единицу времени. Источник: ГОСТ Р ЕН 306 2011: Теплообменники. Измерения и точность измерений при определении мощности … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

номинальный расход жидкости — 3.5 номинальный расход жидкости: Расход рабочей жидкости в гидравлической системе усилителя, равный номинальной подаче насоса при частоте вращения его входного вала, соответствующей срабатыванию клапана ограничения расхода насоса, а также при… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Методы измерения расхода жидкости

Количеством жидкости можно считать массу, тогда расход называют массовым и измеряют в кг/с, или объем, в этом случае расход называют объемным и измеряют в м₃/c или л/мин.

Если плотность жидкости считать постоянной, то связать массу и объем не составит труда:

Используя эту зависимость можно легко связать массовый и объемный расходы.

Измерительные приборы позволяют определить массовый или объемный расход. Рассмотрим наиболее известные методы измерения расхода жидкости.

Объемный способ измерения расхода

Поток жидкости направляется в мерную емкость, на которую нанесена шкала.

Фиксируется время за которое жидкость наполнит емкость до некоторой отметки. Зная геометрические размеры емкости можно определить какой объем был заполнен жидкостью и вычислить объемный расход.

Погрешности измерения объемным способом

В связи с тем, что измерения производятся визуально с ручной фиксацией времени, погрешности объемного способа измерения расхода связаны с неточностью измерения времени, величины заполнения емкости (по линейке). Кроме того, объем жидкости зависит от температуры, поэтому нагрев или охлаждение жидкости могут влиять на показания при измерениях.

Весовой способ измерения расхода жидкости

Жидкость поступает в мерную емкость установленную на весах.

Если зафиксировать время, за которое масса жидкости достигнет установленной величины, то можно определить массовый расход.

Погрешность измерения зависит от точности измерения времени наполнения мерной емкости. Масса жидкости от температуры не меняется, поэтому погрешностей, связанных с нагревом или охлаждением, в данном случае, не будет.

Механические способы определения расхода

Расходомер вытеснительного типа

При данном способе измерения фиксируется время, за которое жидкость заполняет заданный объем вытесняя подвижный элемент. Для этого может быть использован гидроцилиндр, гидромотор.

Рассмотрим данный способ измерения не примере расходомера с вращающимися кулачками.

Жидкость поступает в полость расходомер, воздействует на кулачки, заставляя их вращаться. Зная объем рабочей камеры и частоту вращения кулачков можно легко вычислить расход рабочей жидкости.

Погрешности при измерениях расходомерами вытеснительного типа

Погрешности связаны с трением между подвижными деталями, перетечками жидкости.

Турбинный расходомер

Турбина установлена в цилиндрическом корпусе.

При прохождении потока жидкость турбина будет вращаться, причем чем выше расход тем быстрее будет вращаться турбина. При прохождении лопатки увеличивается индуктивность. С помощью этого фиксируется скорость вращения турбины. Произведя тарировку прибора, можно будет судить о расходе жидкости зная частоту вращения турбины.

К турбинным расходомерам относят и мировертушки.

Погрешности при измерении расхода с помощью турбинного расходомера

Основными факторами влияющими на погрешность измерения в данном случае будут:

Определение расхода по перепаду давления

Потери давления зависят от скорости движения жидкости в трубопроводе, а скорость, в свою очередь зависит от расхода и диаметра трубопровода. Получается, что, зная потери давления на трубопроводе, можно судить о скорости движения жидкости о расходе.

Измерение расхода с помощью диафрагмы

Погрешности измерения могут быть связаны с изменением профиля проходного сечения диафрагмы, вызванного зарастанием отверстия или сглаживанием кромок.

Ультразвуковой способ определения расхода

Два ультразвуковых приемника (передатчика) установлены на противоположных поверхностях.

Скорость течения жидкости будет влиять на время прохождения ультразвукового импульса через поток жидкости. Зная диаметр трубы можно вычислить расход жидкости.

Вихревой способ определения расхода жидкости

Термоанемометрический способ измерения расхода

Расходомер представляет собой тонкую проволоку помещенную в поток. Через проволоку проходит электрический ток, что вызывает ее нагрев, до величины, которая определяется скоростью теплопотерь.

На величину потерь тепла влияет скорость течения жидкости, а значит и ее расход.

Источник