HIDROSTATIKA in HIDRODINAMIKA-lekt.gz-ormoz.si/media/GasilskaZveza/IZOBRAZEVANJE/STROJNIK/osno… · Microsoft PowerPoint - HIDROSTATIKA in HIDRODINAMIKA-lekt..ppt Author: simona.oblak

OSNOVE

HIDROSTATIKE

- vede, ki preučuje mirujoče tekočine

HIDROSTATIKA

Značilnost, da je sila na katero koli točko v tekočini enaka iz vseh smeri. Če ta pogoj o

ravnovesju sil ne velja, se tekočina premakne v smeri rezultante sil.

Sila, s katero tekočina pritiska na steno, je vedno pravokotna na steno in seveda tudi

nasprotno – zaradi tega je gladina pravokotna na silo teže.

Osnovni zakon pravi, da tekočine nimajo lastne oblike, ampak vedno zavzamejo obliko posode.

KAPLJEVINA

• je snov v takšnem agregatnem stanju, v katerem zavzame obliko posode, pri čemer pa ohranja stalno prostornino in tvori gladino

• zaradi površinske napetosti kapljevine tvorijo kapljice

VSE SKUPAJ SO TAKO IMENOVANE TEKOČINE

POVRŠINSKA NAPETOST

• je pojav, da se gladina kapljevine obnaša kot prožna plošča

• posledica tega je, da lahko nastanejo kapljice na površini razlite tekočine

• zaradi tega tekočina pleza po ozkih ceveh

STISLJIVOST

• x je v fiziki snovna konstanta, določena pri deformaciji snovi kot razmerje med relativno spremembo prostornine telesa (∆V/V) in spremembo tlaka (∆p), ki je povzročil to spremembo

KAJ TO POMENI?- VODA je praktično nestisljiva- če poči cev, je voda nenevarna (nevarne so armature)

HIDROSTATIČNI TLAKPascalov zakon

• je tlak v mirujoči tekočini zaradi njene lastne teže

• v nestisljivih tekočinah tlak narašča z globino:– 10 m pod vodo je 1 bar– 10 m visoka cev, napolnjena z vodo, ima na dnu tlak

1 bar

• hidrostatični paradoks (hidrostatični tlak je odvisen le od višine vodnega stolpca ter gostote in ne od oblike)

MERJENJE

TLAKA

• MANOMETER - membranski- Bourdonova cev- kapljevinski

• VAKUUMMETER• MANOVAKUUMMETER

OSNOVE

HIDRODINAMIKE

- vede, ki obravnava gibanje tekočin

MERSKE ENOTE

1 bar10 mVs

m²/sviskoznost η

kg/m³gostota ρ

1 dm³liter

100 000 Pabar

m³/spretok volumski

STATIČNI IN DINAMIČNI TLAK

• dinamični tlak je vedno manjši od statičnega tlaka

• padec tlaka zaradi večjega števila ročnikov

• padec tlaka zaradi omejilca tlaka

• razlika tlaka pri različnih dimenzijah cevi • B-C ali C-B

LAMINARNI TOK• je tok tekočine, pri katerem so tokovnice

urejene in gladke

• pri laminarnem toku je pomembna viskoznost tekočine

• primer je znan pri zelo gladkih cevehRe < 2320

• večja dimenzija cevi - večja je možnost laminarnega toka

TURBOLENTNI TOK• je nestacionarni tok tekočine, pri katerem se

tokovnice s časom premikajo, iz njih pa se lahko ustvarjajo vrtinci

• normalen pojav pri hrapavih cevehRe > 2320

• turbolentni tok se ustvarja na vseh prehodih in spojih (armature, spojke, zavite/zlomljene

cevi)

REYNOLDSOVO ŠTEVILO

• je kriterij, s katerim lahko napovemo, ali bo tok tekočine laminaren ali turbolenten

VISKOZNOST

• je odpor fluida (tekočine) proti tangencialnim silam ali kotnim deformacijam delcev;

večja kot je, bolj se vleče -voda 1m²/s

TRENJE

• je pojav, da deluje telo, po katerem drsi drugo telo, na slednjega s silo trenja, ki ima nasprotno smer od smeri gibanja

• je odvisno od snovi in hrapavosti površin• je odvisno tudi od hitrosti gibanja telesa

PRETOČNI UPOR ali IZGUBE TLAKA NA VODU

• izguba tlaka zaradi trenja med vodo in cevjo

• povečanje hitrosti vode v ceveh (kadar rabimo več vode, večji tlak - več izgube)– ko hitrost preseže 3m/s, uporabi večji

premer cevi• izgube zaradi gostote (pri vodi odvisno

od T in je 1000 pri 4 ºC)• izgube na armaturah 0,5 bara• izgube na višinsko razliko 10 m - 1 bar

IZGUBE V CEVEH NA 100 mPRI RAZLIČNIH HITROSTIH

KOLIČINA VODE NA ROČNIKU PRI RAZLIČNIH USTNIKIH

DOMETI CURKOV

TLAČNA VIŠINA• ali višina vodnega stolpca, ki jo zmore črpalka

• geodetska tlačna višina od sredine ustja črpalke do izliva ročnika

• odvisna je od velikosti črpalke in moči motorja

SESALNA VIŠINA

• je navpična razdalja med gladino vode in črpalko, ki črpa vodo

• geodetska sesalna višina je od gladine do sredine ustja črpalke

• teoretično 10 m, v Sloveniji praktično 8-9 m

• Bolj, kot je topla voda, slabše je (70 ºC dejansko ni več sesalne višine)

MANOMETRIČNA TLAČNA VIŠINA

• razlika med sredino ustja črpalke in curkom (curek se smatra vsaj 3 bare;

kaže jo manometer)

MANOMETRIČNA SESALNA VIŠINA

• sesalna višina, ki jo pokaže vakuummeter

DOBAVNA VIŠINAmanometrična sesalna višina

+manometrična tlačna višina

GEODETSKA DOBAVNA VIŠINA

• je razlika med gladino vode in izlivom na ročniku

• geodetska sesalna višina + geodetska tlačna višina

IZGUBE NA SESALNEM VODU

• izgube zaradi slabo spetih spojk (zračni vlek)• zaradi trenja• zaradi nadmorske višine:

– morje 0 m cca. 10 m / gore 2000m cca. 7,7 m

• zaradi temperature vode:– segrevanje zmanjšuje sesalno višino:

• 5 °C - cca. 7 m sesalni stolpec• 70 °C - 0 m sesalni stolpec

VAJA 1

– gasilec z ročnikom v roki stoji oddaljen 15 m od črpalke (višinska razlika)- na koncu so 3 ročniki s premerom ustnika 12 mm- B-cevi do trojaka je 175 m- C-cevi od trojaka je 3x45 m

KOLIKO MORA DATI ČRPALKA, ČE ZELIMO 3,5 bara NA ROČNIKU?

VAJA 2

- bazen je od jezera oddaljen 1500 m- pretok, ki se uporablja za polnjenje, je

800 l/min- uporabljamo B-cevi- višinska razlika je 0 m

Koliko črpalk 8/8 POTREBUJEMO, da v bazen priteče voda s tlakom vsaj 3 bare?