ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Местные потери напора из "Справочник по расчетам гидравлических и вентиляционных систем" Выше были даны рекомендации для расчета коэффициента X, а, следовательно, и потерь напора по длине для гладких и шероховатых трубопроводов. Однако, чтобы определить величину полных гидравлических потерь, необходимо научиться находить еще и местные потери напора (й ), которые образуются в местных сопротивлениях. [c.58] Местными гидравлическими сопротивлениями называются короткие участки трубопроводов, на которых скорость потока резко изменяется по величине или направлению в результате изменения размеров или форм сечений трубопровода, а также направления его продольной оси. [c.58] Потери механической энергии, возникающие при движении жидкости в местных сопротивлениях, относят к единице ее веса. [c.58] Потери напора в местных сопротивлениях обусловлены трением, деформацией потока и вихреобразованием. [c.58] Потери на трение вызываются торможением потока стенками, которое приводит к неравномерному распределению скоростей по сечениям потока и к появлению напряжений трения между струйками жидкости. [c.58] Местные деформации потока сопровождаются изменением неравномерностей распределения скоростей в его сечениях (рис. 1.46), вызывающим возрастание потерь на трение. [c.58] Так как длина местного сопротивления обычно не превосходит нескольких диаметров трубопровода, то потерями на трение и их изменением из-за деформации потока при турбулентном течении можно пренебречь. Следовательно, основной причиной местной потери напора в этих условиях является вихреобразование. При малых числах Рейнольдса, т. е. при ламинарном режиме движения, определяющими являются потери на трение. [c.59] Определение этого коэффициента при движении жидкости через местное сопротивление является основной задачей при расчете местной потери напора. Из теории подобия известно, что коэффициент С, зависит от вида сопротивления, числа Рейнольдса и шероховатости внутренних поверхностей. [c.59] Типичный график зависимости коэффициента местной потери напора С, от Re показан на рис. 1.48. Из графика видно, что при ламинарном режиме движения С, сильно зависит от числа Re, тогда как при турбулентном режиме эта зависимость значительно слабее. При числах Re 105 С, с увеличением числа Рейнольдса почти не меняется. [c.59] В дальнейшем будем рассматривать движение жидкости через местные сопротивления при турбулентном режиме, который на практике встречается чаще. В этом случае важнейшим фактором, влияющим на величину , является форма местного сопротивления. [c.59] Заметим, что коэффициент местной потери напора обычно находят по опытным данным. Только в одном случае — внезапном расширении трубопровода — коэффициент С, удается определить теоретически. [c.59] Расчет потеря напора при внезапном расширении трубопровода. [c.59] На рис. 1.49 показан трубопровод с внезапным расширением, расположенный горизонтально. Как показывают опыты, поток жидкости в сечении /—/ не расширяется мгновенно, а постепенно увеличивает сечение, приближаясь к стенкам трубопровода большего диаметра. [c.59] При этом было принято, что давление р передается с границы струи на стенку в сечении 1 без изменения. [c.60] Последний результат известен как формула Борда— Карно. Скорость V2 по величине меньше V, так как ш2 Ю]. [c.60] В последнем случае на непрерывное поддержание вихревого движения при входе в резервуар затрачивается вся кинетическая энергия жидкости. [c.60] Сужение трубопровода используется для увеличения скорости движения и, следовательно, уменьшения давления. Как будет показано ниже, потеря напора при сужении имеет меньшую величину по сравнению с потерей напора при внезапном расширении трубопровода. [c.60] Внезапное сужение трубопровода показано на рис. 1.50. Поток жидкости из трубопровода большого диаметра не может безотрывно перейти в трубопровод меньшего диаметра. Это вызвано тем, что вязкая жидкость не может плавно, безотрывно обтекать входной угол. Образовавшиеся при этом застойные зоны заполняются вихрями, на поддержание вращательного движения в которых затрачивается механическая энергия потока. [c.60] Сравнивая полученный результат с величиной ,р при входе трубопровода в резервуар большого размера, видим, что коэффициент местной потери напора при входе жидкости в резервуар (внезапное расширение) по величине в два раза больше коэффициента местной потери напора при выходе жидкости из резервуара в трубопровод (внезапное сужение). [c.61] Заметим, что при закруглении входной кромки при внезапном сужении или расширении трубопровода потери напора уменьшаются, так как вихреобразование становится менее интенсивным. [c.61] Вернуться к основной статье