15. Виды местных сопротивлений, расчетные зависимости и коэффициенты.

Местные потери подразделяются на 4 группы

1.Потери потока, связанные с изменениями сечения потока.

2.Протекание воды через запорную арматуру.

3.Деление или слияние потоков.

4.Изменение направления движения потока.

1) Величину потери напора принято оценивать в долях от скоростного напора, соответствующего скорости непосредственно за рассматриваемым местным сопротивлением, т.е опр. Из формулы h_м=ξV²/2g,где ξ- коэффициент местного сопротивления. Коэффициенты местного сопротивления находятся как правило опытным путём 1.Найдём потери напора, связанные с изменением сечения потока

По уравнению Бернулли. H_{внезапного расширения}= , если положить, что λ₁=λ₂=1

Из теоремы количества движения:

(P₁-P₂)W₂=Q_p(V₂-V₁)/ρg

((P₁-P₂)/ρg)W₂=(V₂-V₁)V₂W₂/gили (p₁-p₂)/ρg=2V₂²/2g-V₂V1/g

Подставим в уравнение Бернулли

Потери напора при внезапном расширении равны скоростному напору от потерянной скорости.

При выходе трубы в резервуар полагаем ,что V₂=0 и ξ_вых.=1

При внезапном сужении трубы сопротивление зависит только от соотношения площадей потокаузкой и широкой частей трубы. Для расчёта используем формулу Идельчика

ξвнез.с =0,5(1-d₂²/d₁²)

Поворот трубы .Различают резкий и плавный поворот трубы

ξ=ξ₉₀(1-cosλ),где ξ₉₀- коэффициент сопротивления при угле поворота 90 градусов, это значение зависит от диаметра трубы и находится по таблице.

При плавном повороте трубы круглого сечения

а- коэффициент, зависящий от угла поворота, находится по таблице

2)При протекании жидкости через запорную арматуру, величины коэффициентов сопротивления зависят от степени открытия задвижки и определяется по таблице зависимости h/d

3).Деление или слияние потоков

Коэффициенты сопротивления для разъединения и соединения потоков находятся по соответствующей таблице, эти коэффициенты зависят ещё от соот ношения расходов потоков

16. Истечение жидкости через отверстие. Виды сжатия, основные коэффициенты и расчетные зависимости.

При не постоянном уровне- неустановившимся.Истечение может быть в атмосферу или под уровень в резервуаре,может быть затопленным или незатопленным.По величине отверстия могут быть малые и большие,могут быть выполнены в тонкой стенке и в толстой стенке.Условие тонкой стенки δ<d,где δ –толщина стенки,d-диаметр отверстия Условие малого отверстия а≤0,14

Для малого отверстия принимается давление в центре величиной а/2 не превыш.значение а/2н<0,05.Отверстие считается малым ,если его вертикальный размер значительно меньше глубины погружения под уровень сосуда из которого происходит истечение жидкости.(в 5-10 раз меньше) Стенка считается тонкой ,если вытекающая струя соприкасается лишь с краешком сосуда,причём кромка отверстия обращена внутрь сосуда и не касается боковой поверхности отверстия

Сжатие бывает полным и неполным.

1)Полное(совершенное сжатие)

2)Неполное сжатие в свою очередь полное сжатие может быть совершенным и несовершенным

Совершенное сжатие-это такое сжатие, при котором поверхность жидкости, боковые стенки и дно сосуда не оказывают влияние на сжатие. При полном совершенном сжатии при истечении через отверстие в тонкой стенке коэффициент сжатия Е=Wc/w=dсж/d- является величиной, находящейся в диапазоне от 0,6 до 0,64 Чем шире отверстие тем меньше коэффициент.Сжатие струи на раст.d/2 происходит из-за линий токов потока подход к отверстию и характеризующий уменьшение диаметра струи

Сост. уравнение Бернулли

В связи с бесконечно большими размерами сосуда

Wc площадь в сжатом сечении

При всестороннем сжатии μ=0,64 Истечение под уровень в резервуар

Большими отверстиями называются такие отверстия ,вертикальный размер которого достаточно велик по сравнению с напором над центром отверстия.Следовательно во всех точках сечения больш.отв.напоры будут различны,следовательно скорости течения по вертикали будут отличаться. Поэтому при определении расхода площадь истечения делится на бесконечные площади

Если отверстие не прямоугольное ,то

Иногда при определении расхода через большие отверстия можно применить формулу ,где М –второй коэффициент расхода через отверстие М=μ√2gW-площадь живого сечения