(рис. 19,6) (отмечено точечной штриховкой), расположенной начиная с радиуса г0, будет равно

Vм2( г2 — /-р)

( 66)

2^

Рассмотренные силы действуют во всех агрегатах, в которых жид­ кость совершает вращательное движение, а именно: в центрифугах центробежных очистителей жидкости (смстр. 409), в шестеренных (см. стр. 166) и пластинчатых (см. стр. 144) насосах и в других гидроагрега­ тах. Причем во многих случаях его необходимо учитывать при расчетах. Так, например, в быстроходных центробежных очистителях (см. стр. 412) это давление может достигать значений 100 кГ/см2, вследствие чего оно должно учитываться при расчете прочности ротора центрифуги и уплот­ нительного узла.

Действие этого давления в шестеренных и пластинчатых насосах оказывает сопротивление заполнению их жидкостью, вследствие чего лимитирует для данной величины давления на всасывании скорость вра­ щения насоса.

МЕСТНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ

Местными гидравлическими потерями называется удельная энер­ гия жидкости, идущая на преодоление сопротивлений при течении ее через гидроагрегаты и арматуру. Эти потери обусловлены в основном деформацией потока жидкости и изменением его скорости.

Потери удельной энергии на преодоление местных гидравлических сопротивлений в общем случае определяются по выражениям

геометрических размеров арматуры и режима течения жидкости, при расчетах приходится пользоваться практическими данными. В част­ ности, к течению жидкостей в маслопроводных каналах этой арматуры не применим в большинстве случаев закон подобия Рейнольдса, по­ скольку вследствие действия различных факторов, возмущающих потоки, и преобладания сравнительно коротких прямолинейных каналов, не обеспечивается стабилизация потока. Закон подобия соблюдается здесь лишь в зоне докритических скоростей, которая, однако, принимая во внимание наличие большого количества возмущающих факторов, практического интереса не представляет.

Ввиду этого в расчетах местных потерь энергии зависимостью ко­ эффициента £ от числа Re обычно пренебрегают, принимая величину £ для данного местного сопротивления постоянной, что позволяет считать потерю напора пропорциональной квадрату средней скорости жидкости на входе в рассматриваемое сопротивление.

Величина коэффициента £ определяется путем испытаний (приливок) контактных видов местных сопротивлений, результаты которых, однако, нельзя распространять на все типоразмеры данного вида кон­

6 6

структивных форм местных сопротивлений. Средние значения коэффи­ циента £ сопротивлений для различных соединений трубопроводов при­

рис. 21; для прямоугольных тройников с разделением и соединением пото­

ков, а также для угольников с поворотом под различными углами и

Z =0,15

Рис. 22. Коэффициент местных сопротивлений угольников

Величина коэффициента сопротивления £ для наиболее часто встре­ чающихся видов арматуры и течений:

Приведенные данные можно применять лишь для приближенных расчетов гидросистем. Для точных расчетов требуются дополнительные испытания (проливки) конкретных сопротивлений в реальных условиях их работы.

Вход в трубу

Практический интерес представляет местное сопротивление, оказы­ ваемое при входе жидкости в трубу из большего объема, каким может служить силовой цилиндр, пневмогидравлический аккумулятор, фильтр и др. Под большим объемом понимается объем с площадью F сечения в плоскости, перпендикулярной к оси отверстия (трубы), равной

Рис. 23. Схемы ввода жидкости в трубу

Коэффициент £ при острых кромках входного отверстия (рис. 23, а) можно принять равным 0,5. При закругленных входных кромках отвер­

г—радиус закругления входной кромки и d—диаметр отверстия. Уменьшить коэффициент £ на входе жидкости из большого объема

в трубу можно также выполнением на входе фасок (рис. 23, в), причем значение коэффициента £ зависит от величины угла а конуса и относи­ тельной длины Ijd конуса, где I и d — параметры конуса. Для практиче­ ского применения может быть рекомендован конус с относительной дли­ ной //<7=0,2-^0,3 и с углом а = 40-ь60°. Значения коэффициента £ в этом случае составляют 0,1—0,15.

В том случае, когда труба диаметром d заделана в резервуар так, что ее конец входит в резервуар (рис. 23,г) и находится на некотором расстоянии / от его стенки (дна), на величину коэффициента будет, по­ мимо прочего, влиять относительное расстояние Ijd среза трубы от стен­ ки, причем величина коэффициента £ для этого случая может быть взята равной £= 1.

Внезапное сужение трубопровода

В случае, если вход жидкости в трубу происходит из трубы больше­ го сечения, будем иметь условия течения с внезапным сужением трубо­ провода (рис. 24).

Величина потерь напора для этого случая может быть выражена об­ щим уравнением

где и — скорость жидкости в трубе малого диаметра.

Коэффициент £ для этого случая зависит от отношения диаметров d2 и d\ труб малого и большого сечений (влиянием числа Re пренебрега­ ем). Для практических расчетов можно пользоваться данными, приве­ денными ниже:

68

В общем случае коэффициент сопротивления при внезапном суже­

где F и f — площади сечений тру­ бопровода соответст­ венно до сужения и в месте сужения.

сужениях, рекомендуется переходную кромку закруглять или выпол­ нять на ней фаску. Максимальный эффект достигается при постепенном (коническом) сужении с плавным сопряжением конического и цилинд­ рического участков. Для этого может быть рекомендован конус с углом сужения а = 40ч-60°. Значение коэффициента £ в этом случае может быть принято равным 0,1—0,15.

Внезапное расширение трубопровода

Потеря энергии (напора) при внезапном расширении трубы имеет место при вводе жидкости в силовые цилиндры, пневмогидравлические аккумуляторы, фильтры и прочие емкости. Величина этой потери равна скоростному напору потерянной скорости (теорема Борда-Карно):

В случае истечения в резервуар с большим поперечным сечением ве­ личина U\ становится равной нулю и потеря напора равна

2s *

ТЕЧЕНИЕ Ж ИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЕ В ТОНКОЙ СТЕНКЕ

В гидроагрегатах и различных измерительных приборах распро­ странены местные сопротивления в виде отверстий (щелей) в тонкой стенке (диафрагме), под которой понимается такая стенка, при которой струя жидкости соприкасается лишь с кромкой отверстия, обращенной внутрь сосуда, и не касается боковой поверхности отверстия (соответст­ вует полному сжатию струи). Опыт показывает, что длина участка, на котором происходит сжатие струи, может быть равна при определенных условиях 0,5 диаметра d отверстия (рис25, а), а следовательно, для того чтобы предотвратить касание струи с поверхностью отверстия, длина его (толщина стенки сосуда) 5 должна быть не больше диаметра d отвер­ стия.

69