2.3 Потери при протекании через арматуру

Потери напора в арматуре трубопроводов происходят из-за сужения потока, расширения его, а также и поворотов. С гидравлической точки зрения приспособления для искусственного создания сопротивления (задвижки, клапаны, затворы и др.) действуют аналогично диафрагме. Потери напора в кране и дросселе зависят от угла поворота δ. При δ=0 сопротивление их будет наименьшим. С увеличением угла δ потери возрастают, и при δ=90˚ коэффициент сопротивления становится бесконечно большим. Коэффициенты местного сопротивления приводятся в таблицах, составленных на основании опытов.

Потери напора в стыках возрастают с уменьшением расстояния между сварными стыками, уменьшаются с увеличением диаметра труб и зависят от видов сварных стыков (электродуговые и контактные, а также с подкладными кольцами).

2.4 Потери при отделении части потока и слиянии

Потери в тройниках. Тройником называют деталь трубопровода, в которой происходит слияние или разделение потока. Тройники подразделяют на нагнетательные (когда жидкость из магистрали течет в ответвление) и всасывающие (когда жидкость поступает из ответвления в магистраль). Потери напора в тройниках возникают в результате отрыва потока от стенок с последующим расширением. Величина коэффициентов местного сопротивления тройников зависит от углов сопряжения, диаметров магистрали и ответвления, соотношения расходов жидкости в ответвлениях, а также от направления течения.

Вопрос о значениях коэффициентов местного сопротивления в тройниках с теоретической точки зрения изучен еще недостаточно.

2.5 Взаимное влияние местных сопротивлений

Приводимые в справочниках данные о значениях коэффициентов местного сопротивления относятся к случаю, когда течение происходит с установившимся полем скоростей. На практике местные сопротивления располагаются подчас настолько близко одно к другому, что поток между ними не успевает выравниваться. Это вызвано тем, что вихреобразование от предыдущего местного сопротивления сказывается на значительном расстоянии по течению, большем, нежели расстояние до следующего местного сопротивления. То расстояние после местного сопротивления, в пределах которого устанавливается нормальная эпюра распределения скоростей и прекращается влияние местного сопротивления на поток, называют длиной влияния местного сопротивления.

Во многих случаях совокупные потери напора в трубопроводе вычисляются путем простого сложения потерь напора в отдельных местных сопротивлениях, как если бы каждое местного сопротивление существовало самостоятельно и независимо от других местных сопротивлений. Этот метод простого суммирования (наложения потерь или суперпозиция) дает правильные результаты лишь в том случае, если сопротивления расположены на расстояниях, превышающих длину влияния. В противном случае возмущающие влияния одних местных сопротивлений сказываются на других. Так, например, поворот трубы на 30˚ вызывает сопротивление с коэффициентом ζ=0,11, поворот по углом 60˚ дает ζ=0,47, а соединение обоих поворотов последовательно вызывает сопротивление с ζ=0,40.

При больших числах Рейнольдса для оценки длины влияния пользуются соотношением l_вл=(30-40)d. (7.5) В действительности длина влияния зависит как от геометрии местного сопротивления, так и от числа Рейнольдса (возрастает с его увеличением), а также от шероховатости трубопровода.