Местные потери

Гидравлические потери

Потери удельной энергии, или гидравлические потери, зависят от многих факторов. Гидравлические потери разделяют на местные потери и потери на трение по длине.

Местные потери напора обусловлены наличием местных гидравлических сопро-тивлений на трубопроводах.

Местные сопротивления - это элементы трубопровода, на которых происходит резкое из­менение скорости по величине или направлению, что вызывает вихреобразование и дополни­тельные потери напора. При этом происходит нарушение профиля скоростей.

Рис. Примеры местных сопротивлений

а) задвижка, б) диафрагма, в) колено, г) вентиль, д) диффузор (расширение), е) конфузор (сужение)

Потери напора на местных сопротивлениях определяются по формуле Вейсбаха:

h_мс = ξ v² /2 g, [м]

где ξ - безразмерный коэффициент местного сопротивления;

v – средняя скорость за местным сопротивлением.

Илив единицах давления: ∆ р = ξρ v²/2, [Па]

Каждое местное сопротивление имеет свой коэффициент сопротивления. При небольших числах Рейнольдса коэффициент сопротивления зависит еще и от числа Re.

В общем случае значение ξ определяется no формуле Альтшуля:

ξ = А/ Re + ξ_кв,

где А - параметр, зависящий от типа местного сопротивления; ξ_кв - значение коэффициента при больших значениях чисел Re.

Таким образом, величина коэффициента местных сопротив­лений зависит от конфигурации местного сопротивления и от режима течения.

Если на одном графике показать зависимость коэффициентов нескольких местных сопро­тивлений, то можно выделить три области сопротивления:

а) при R e <10 - наклонные участки соответ­ствуют линейной области сопротивления

ξ = A / Re

б) при 10≤ Re ≤10⁵ - криволинейные участки соответствуют переходной области сопро­тивления

ξ = A/Re + ξ_кв

в) при Re >10⁵ - горизонтальные участки соответствуют квадратичной области сопротивления ξ = ξ_кв.

Величины местных потерь в основном определяются опытным путем, но некоторые виды потерь можно определить аналитически.

Haпример, для внезапного расширения трубы потери напора можно определить по формуле Борда-Карно: h _вн.р.= (v₁- v₂)²/2 g, т.е. при внезапном расширении трубы потери напора равны квад­рату изменения скорости, поделенному на 2g.

Для входа в трубу ξ = 0,5; для выхода из трубы ξ = 1.

Дата добавления: 2014-01-04