Потери в местных гидравлических сопротивлениях

Местные потери давления возникают вследствие изменения скорости по величине и направлению и зависят в основном от геометрических размеров и форм местных сопротивлений. При решении практических задач местные потери напора определяют по формуле (18). При этом необходимо выбрать коэффициент местного сопротивления .

Обычно коэффициент местного сопротивления определяют экспериментальным путем и выражают в виде эмпирических формул, графиков или в табличной форме. Лишь для некоторых местных сопротивлений получены теоретические зависимости*.

Ниже приводятся зависимости и данные для определения коэффициентов местных сопротивлений.

Внезапное расширение потока (потери на удар). На основании теоремы импульса сил была выведена формула Борда.

.

Из условия неразрывности потока

или

и.

Можем записать так:

,

или

.

С учетом формулы (18) получим

и ,

где индексы 1 и 2 у соответствуют используемой при расчете скорости (или ).

Внезапное сужение. При внезапном сужении происходит сжатие струи от S ₁ до S _C. Потери давления обусловлены в основном расширением струи от S _C до S ₂, поэтому коэффициент можем определить по формуле:

.

3аменяя степень сжатия струи коэффициентом сжатия , получим

.

Коэффициент сжатия выбирается по таблице, составленной по теоретическим зависимостям Н.Е.Жуковского.

	0,01	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
	0,661	0,612	0,616	0,622	0,633	0,664	0,682	0,687	0,722	0,781

Диафрагма. При установке диафрагмы в трубе постоянного сечения коэффициент определяют аналогично:

,

где S_Д - площадь отверстия диафрагмы; - коэффициент сжатия равный (значение принимают по таблице)

Диффузор (плавно расширяющийся участок трубы). Коэффициент диффузора определяют в долях от потерь давления на внезапное расширение

,

где - коэффициент, учитывающий уменьшение потерь давления в диффузоре по сравнению с потерями при внезапном расширении с тем же соотношением сечений соединяемых труб; коэффициент зависит от угла конусности

, град
	0,12	0,14	0,23

При угле конусности < 50° = sin , а при > 50° можно принимать = 1.

Конфузор (плавно сужающийся участок трубы). Коэффициент конфузора определяют в долях от потерь напора при внезапном сужении, исходя из того же принципа, что был использован для определения коэффициента в диффузоре:

,

где - коэффициент, учитывающий уменьшение потерь напора в конфузоре по сравнению с потерями напора при внезапном сужении; коэффициент зависит от угла сходимости .

Задвижка. Коэффициент задвижки при различной степени ее открытия можно принимать по таблице.

h/d		7/8	6/8	5/8	4/8	3/8	2/8	1/8
		0.07	0.26	0.81	2.06	3.52		97.8

Значения коэффициентов других местных сопротивлений можно найти в справочниках.

В трубе постоянного диаметра общие потери давления от различных сопротивлений равны сумме потерь на отдельных ее участках:

,

или

.

Этот метод, получивший название принципа наложения потерь давления, применим только в том случае, если на прямом участке трубы поток стабилизируется, т. е. кривая распределения скоростей приобретает вид, соответствующий равномерному движению жидкости. Длина стабилизирующего прямолинейного участка составляет d, где d – диаметр трубы. При близком расположении местных сопротивлений друг от друга принцип наложения потерь давления дает ошибочные результаты. В этом случае потери давления следует определять экспериментально.

Дата добавления: 2013-12-14