Hydraulický odpor

Hydraulický odpor při proudění tekutiny je způsoben jednak hydraulickou drsností stěn potrubí či koryta a současně vzájemným třením částic tekutiny (vazkostí tekutiny), jednak nejrůznějšími singularitami, v nichž dochází k deformaci rychlostního a tlakového pole (změna směru, zúžení, rozšíření - ať již náhlé nebo pozvolné, dělení či naopak stékání proudu, uzávěry a měrná zařízení atd.).

Hydraulické odpory se projevují jako ztráta mechanické energie; pokud ztráta vzniká podélným pohybem tekutiny a je působena hydraulickou drsností a vazkostí tekutiny, mluvíme o ztrátě třením, která je úměrná délce úseku, na které proudění probíhá či jej sledujeme, v singularitách vznikají tzv. ztráty místní. +more V obou případech vznikají v tekutině turbulentní víry, které se postupně rozpadají až na pohyb jednotlivých molekul a mechanická energie se mění v energii převážně tepelnou. Tato disipace energie je tedy podstatou hydraulických ztrát.

Ztráty pro reálnou kapalinu můžeme vyjádřit z Bernoulliho rovnice (ve vodohospodářské hydraulice se používá zásadně výškový tvar)

h_1 + {p_1 \over {\rho g}} + {{\alpha_1 v_1^2} \over {2g}}=h_2 + {p_2 \over {\rho g}} + {{\alpha_2 v_2^2} \over {2g}}+\textstyle \sum \displaystyle Z

kde h_i [m] je tzv. geodetická výška [m] (výška osy potrubí či povrchu dna koryta nad srovnávací rovinou) v i-tém profilu, p_i je tlak [Pa] (tlak v ose potrubí či hydrostatický tlak na dně koryta) v i-tém profilu, \rho je hustota kapaliny [kgm3], g tíhové zrychlení [ms−2], \alpha_i Coriolisovo číslo v i-tém profilu, a v_i střední průřezová rychlost [ms−1] v i-tém profilu, a

\textstyle \sum \textstyle Z = \textstyle \sum \textstyle Z_t + \textstyle \sum \textstyle Z_m

kde Z_t je ztráta třením [m] v každém jednotlivém úseku a Z_m je místní ztráta [m] v každé singularitě. Přitom v Bernoulliho rovnici je p_i \over \rho g [m] tzv. +more tlaková, {\alpha v_i^2}\over {2g} [m] rychlostní výška.

Reference

Kategorie:Hydraulika