5.4. Формулы для расчета коэффициента 

При турбулентном режиме для определения коэффициента  в напорных трубопроводах используются либо графики, подобные приведенному на рис. 5.6, либо эмпирические и полуэмпирические формулы. Эти фор­мулы обычно рекомендуются для одной из соответствующих областей сопротивления. Следовательно, прежде чем выбрать для расчета ту или иную формулу, необходимо установить область сопротивления, граничными условиями существования которой являются ниж­нее Re^/_пр и верхнее Re^//_пр предельные числа Рейнольдса.

Некоторые из формул и границы их применимости приведены в таблице.

Формулы для расчета коэффициента сопротивления 

Зона сопротивления	Режим течения	Границы зоны	Расчетные формулы
I	Ламинарный	Re < 2300	 =	Универсальная формула Альтшуля:  = 0,11(кэ/d+68/Re)0,25
II	Турбулентный гладкостенный	4103 < Re < 20	 = – Блазиуса  = (1,8 lg Re –1,5)-2 – Конакова
III	Турбулентный доквадратичный	20 < Re < 500	 = – Альтшуля
IV	Турбулентный квадратичный	Re > 500	 = – Шифринсона  = (1,74 + 2 lg )-2 – Никурадзе

6. Местные гидравлические сопротивления

6.1. Коэффициент местного сопротивления. Понятие об эквивалентной длине

Потеря напора в местном сопротивлении рассчитывается по формуле:

.

(6.1)

Опыт показывает, что коэффициент  зависит от формы местного сопротивления, величины проходного сечения, шеро­ховатости стенок, критерия Рейнольдса. Зависимость  от Re проявляется только при ламинарном режиме, при турбулентном ре­жиме Re не влияет на величину коэффициента местного сопротив­ления.

Сложность процессов, происходящих в местных сопротивлени­ях, как правило, не позволяет теоретически рассчитать коэффи­циенты местных сопротивлений, поэтому приходится находить их опытным путем. Для определения коэффициента  измеряются по­тери напора в местном сопротивлении, по расходу Q, который тоже измеряют, рассчитывают среднюю скорость и далее простым расчетом находят .

Часто для упрощения расчетов длинных трубопроводов прибе­гают к приему замены местных сопротивлений так называемыми эк­вивалентными длинами и расчетный трубопровод считается прямым, но его длина больше действительной на величину эквивалентной длины:

L = l + lэ,

(6.2)

где l – длина участка;

l_э – эквивалентная длина.

Эквивалентную длину можно найти из следующих соображений. Потери в местном сопротивлении рассчитываются по формуле: , а потери по длине –

Следовательно, если полагать, что потери в местном сопро­тивлении и эквивалентном участке прямой трубы одинаковы, то

(6.3)

и отсюда

.

(6.4)

Так рассчитывается эквивалентная длина для всех местных сопротивлений и по уравнению (6.2) находят общую длину, которую и закладывают в расчет потерь энергии в трубопроводе.