Při odvození zjednodušené Bernoulliho rovnice byly použity dva hlavní předpoklady.

  • První omezení Bernoulliho rovnice spočívá v tom, že na kapalině nebo kapalinou nesmí být vykonána žádná práce. To je významné omezení, protože většina hydraulických systémů (zejména v jaderné technice) obsahuje čerpadla. Toto omezení brání analýze dvou bodů v proudu kapaliny, pokud mezi těmito dvěma body existuje čerpadlo.
  • Druhé omezení zjednodušené Bernoulliho rovnice spočívá v tom, že při řešení hydraulických problémů není povoleno tření kapaliny. Ve skutečnosti hraje tření rozhodující roli. Celkovou výšku, kterou disponuje kapalina, nelze zcela a beze ztrát přenést z jednoho bodu do druhého. Ve skutečnosti je jedním z účelů čerpadel začleněných do hydraulického systému překonat tlakové ztráty způsobené třením.
Q-H charakteristický diagram odstředivého čerpadla a potrubí

Vzhledem k těmto omezením je většina praktických aplikací zjednodušené Bernoulliho rovnice na reálné hydraulické systémy velmi omezená. Aby bylo možné se zabývat jak ztrátami výšky, tak prací čerpadla, je třeba zjednodušenou Bernoulliho rovnici upravit.

Bernoulliho rovnici lze upravit tak, aby zohledňovala zisky a ztráty výšky. Výsledná rovnice, označovaná jako rozšířená Bernoulliho rovnice, je velmi užitečná při řešení většiny problémů proudění tekutin. Následující rovnice je jednou z podob rozšířené Bernoulliho rovnice.

Ztráta výšky (nebo tlaková ztráta) způsobená třením tekutiny (Hfriction) představuje energii spotřebovanou na překonání tření způsobeného stěnami potrubí. Ztráta výšky, která vzniká v potrubí, závisí na rychlosti proudění, průměru a délce potrubí a na součiniteli tření, který vychází z drsnosti potrubí a Reynoldsova čísla proudění. Potrubní systém obsahující mnoho tvarovek a spojů, sbíhavost a rozbíhavost trubek, zatáčky, drsnost povrchu a další fyzikální vlastnosti rovněž zvyšují ztrátu výšky hydraulického systému.

Ačkoli ztráta výšky představuje ztrátu energie, nepředstavuje ztrátu celkové energie tekutiny. Celková energie kapaliny se zachovává v důsledku zákona zachování energie. Ve skutečnosti má ztráta výšky v důsledku tření za následek ekvivalentní zvýšení vnitřní energie (zvýšení teploty) kapaliny.

Většina metod pro vyhodnocení ztráty výšky v důsledku tření je založena téměř výhradně na experimentálních důkazech. O tom bude pojednáno v následujících kapitolách.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.