Сделай Сам Свою Работу на 5

Потери напора в местных сопротивлениях

Кроме потерь энергии или напора по длине существуют потери, вызываемые изменением живого сечения или направления потока в местных сопротивлениях.

В местных сопротивлениях возникают водоворотные зоны и зоны интенсивного перемешивания потока жидкости. Потери напора определяются формулой Вейсбаха: , где ξ – коэффициент местного сопротивления (табл. 10).

Величина коэффициента местного сопротивления зависит от числа Рейнольдса: Re < 10000. Местные сопротивления оказывают влияние друг на друга при близком их взаимном расположении. Эти и другие эффекты в данных методических указаниях не представлены.

 


Таблица 10

Местное сопротивление ξ
Внезапное расширение
 
 

 

 

 
Внезапное сужение
 
 

 

 

 
Постепенное расширение (диффузор)
 
 

 

 


α0
K 0,02 0,05 0,1 0,14 0,16 0,22
α0
K 0,3 0,42 0,62 0,72 0,85

 

, где .  
Постепенное сужение (конфузор)
 
 

 

 


α0
KПС 0,4 0,25 0,16 0,18 0,27 0,36

 

Внезапный поворот трубы
 
 

 

 


α0
K 0,12 0,3 0,5
α0
K 0,82 1,37 2,2

 

Продолжение табл. 10

Местное сопротивление ξ
Закругленное колено    
 
 

 

 


α0
a 0,4 0,55 0,65
α0
a 0,75 0,83 0,88
α0
a 0,95 1,0 1,13
α0
a 1,2 1,27 1,33

 

Диафрагма
 
 

 

 


d0/d2 0,3 0,4 0,5 0,6
ε 0,613 0,616 0,621 0,628
ξ 83,3 29,5 11,6
d0/d2 0,7 0,8 0,9 1,0
ε 0,64 0,667 0,718
ξ 4,8 1,76 0,52

 

  , где – коэффициент сжатия струи
Задвижка
 
 

 

 

  – аналогично диафрагме
Вентиль с вертикальным шпинделем
 
 

 

 
dу, мм ξ
25,32
50 и более

 

Продолжение табл. 10

Местное сопротивление ξ
Потери в сварных стыках   , где δ – эквивалентная высота сварного стыка
Потери в сетке
 
 



 

 

, где – коэффициент скважности,
Потери в тройниках из труб одного диаметра

 

 


Истечение жидкости через отверстия и насадки

 

Наибольший интерес представляет задача о связи между напором в резервуаре и расходом жидкости через отверстие и насадок.

 

Истечение жидкости из отверстия в тонкой стенке

Стенка считается тонкой, если ее толщина , где d0 – диаметр отверстия.

При выходе из отверстия струя сжимается. Сжатие обусловлено тем, что существует составляющая скорости в направлении перпендикулярном движению. В результате наличия инерции максимальное сужение наблюдается за отверстием (примерно на расстоянии (рис. 21).

Коэффициент сжатия струи зависит от вида отверстия.

Различаются:

1) Отверстия с совершенным и несовер­шенным сжатием. Отверстия с совершенным сжатием бывают при расположении отверстия до границ жидкости не менее трех размеров (рис. 22).

В отверстиях с несовершенным сжатием стенки частично направляют движение жидкости к отверстию, поэтому степень сжатия для таких отверстий меньше:

,

где p – периметр, n – часть периметра, по которой нет сжатия.

2) Большие и малые отверстия. Малое отверстие характеризуется условием: , где H – напор над центром отверстия. При этом условии скорость по высоте сечения не изменяется и . Для большого отверстия коэффициент расхода μ, о котором речь пойдет ниже, приведен в табл. 11.

Действительная скорость истечения определяется из уравнения Бернулли:

,

 

где – коэффициент Кориолиса ( );

– коэффициент местного сопротивления (отверстия);

– давления на поверхности жидкости и на выходе из отверстия.

, где – коэффициент скорости.

Таблица 11

Типы больших отверстий μ0
Отверстия средних размеров со сжатием струи со всех сторон при отсутствии направляющих стенок 0,65
Большие отверстия с несовершенным, но всесторонним сжатием 0,70
Донные отверстия без сжатия по дну со значительным влиянием бокового сжатия 0,65 – 0,70
Донные отверстия без сжатия по дну и уменьшенным влиянием бокового сжатия 0,70 – 0,75
То же без сжатия по дну и с весьма плавными боковыми подходами 0,80 – 0,85
То же без сжатия по дну и с весьма плавными боковыми подходами к отверстию со всех сторон 0,90

Расход определяется как произве­дение действительной скорости на фактическую площадь сечения струи:

,

где – коэффициент расхода.

На рис. 23 показаны зависимости коэффициентов φ, ε и μ для круглого отверстия от Reи, рассчитанного по идеальной скорости истечения.

 

 



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.