63)Коэффициент местного сопротивления. От каких факторов он зависит? Их виды.

ζ- коэффициент местного сопротивления.

Значения ζ устанавливаются экспериментальным путем и даются в справочниках. Приведем значения коэффициента ζ лишь для некоторых местных сопротивлений, показанных на схемах (рис.2.22):

а ) выход из резервуара в трубу, ζ=0,5; б) поворот при прямом колене, ζ=1,0÷2;

в) вход в большую емкость, ζ= 1,0; г) (резкий поворот, ζ= 0,05-2,4 (при α= 20-

140°); д) внезапное сужение потока; при отношении S₂/S₁ площадей сечений от 0,01 до 0,8 ) ζ= 0,5÷0,15;

е) разъединение потока, ζ = 1,0-1,5.

Рис.2.22. Коэффициент потерь для кранов и задвижек зависит от конструкции и степени открытия (например, для открытой задвижки ζ=0,2). При выходе из трубы в емкость скоростной напор теряется полностью, поэтому ζ=1,0. Приведенные значения коэффициентов местных сопротивлений справедливы для турбулентного течения. При ламинарном режиме сказываются силы вязкостного трения, поэтому коэффициенты местных сопротивлений несколько больше, чем при турбулентном режиме.

64)Внезапное расширение потока. Теорема Борда–Карно.

В этом случае, одном из немногих, выражение для потери напора м ожно найти теоретическим путем.

П ри внезапном расширении потока в трубке от сечения 1 до сечения 2 жидкость не течёт по всему контуру стенок, а движется по плавным линиям токов. Вблизи стенок, где внезапно увеличивается диаметр трубы, образуется пространство, в котором жидкость находится в интенсивном вращательном движении. При таком интенсивном перемешивании происходит очень активное трение жидкости о твёрдые стенки трубы об основное русла потока, а также трение внутри вращающихся потоков, вследствие чего происходят существенные потери энергии. Кроме того, какая-то часть энергии жидкости затрачивается на фазовый переход частиц жидкости из основного потока во вращательные и наоборот. На рисунке видно, что показания пьезометра во втором сечении больше, чем в первом. Тогда появляется вопрос, о каких потерях идёт речь? Дело в том, что показания пьезометра зависят не только от потерь энергии, но и от величины давления. А давление во втором сечении становится больше из-за уменьшения скоростного напора за счёт  расширения потока и падения скорости. В этом случае надо учитывать, что если бы не было потерь напора на местном сопротивлении, то высота жидкости во втором пьезометре была бы ещё больше.

Назвав разность  потерянной скоростью, можно сказать, что потеря напора при внезапном расширении равна скоростному напору, подсчитанному по потерянной скорости. Это утверждение носит имя  теоремы Борда - Карно.

Последнюю формулу можно переписать в виде:

           или       .

С учетом того, что на основании уравнения неразрывности потока , те же потери напора можно представить в виде:

          или        .

Сравнивая последние выражения с формулой Вейсбаха , можно выделить выражения для коэффициента местного сопротивления при внезапном расширении потока:

, если  определять по скорости ;

, если  определять по скорости .