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

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 Re_и, рассчитанного по идеальной скорости истечения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: