6 5)Внезапное сужение потока.

 При внезапном сужении, так же как и при внезапном расширении потока, создаются пространства с завихрениями вращающейся жидкости, которые образуются в пристенном пространстве широкой части трубы. Такие же завихрения образуются в начале узкой части трубы за счёт того, что при входе в неё (узкую часть) жидкость продолжает некоторое время двигаться по инерции в направлении центра трубы, и основное русло потока ещё некоторое время продолжает сужаться. Следовательно, при внезапном сужении потока возникает как - бы два подряд идущих местных сопротивления. Местное сопротивление за счёт сужения основного русла и сразу же за ним местное расширение, уже  рассмотренное выше. С учётом этого потери напора при внезапном с ужении примут вид

где   -коэффициент местного сопротивления за счёт сужения потока,

 - средняя скорость потока в самом узком месте основного русла (в сечении у),

  - средняя скорость потока в сечении 2.

Для практических расчётов чаще всего пользуются следующей полуэмпирической формулой:

,

где  - степень сужения трубы.

66)Ламинарное течение жидкости. Закон Пуазейля.

Ламина́рное тече́ние — течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций (то есть беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).

Если , то течения является ламинарным;

Типичным примером ламинарного течения является обширный класс слоистых течений, в которых все частицы жидкости или газа имеют одно и то же направление движения. Наиболее подробно изучено ламинарное течение несжимаемой жидкости в трубках неограниченной длины и малого диаметра. В этом случае каждая частица жидкости движется по прямолинейным траекториям, а зависимость скорости v частиц от расстояния r от оси трубы описывается параболическим законом:

Закон Пуазейля — это физический закон так называемого течения Пуазёйля, то есть установившегося течения вязкой несжимаемой жидкости в тонкой цилиндрической трубке.

При установившемся ламинарном движении вязкой несжимаемой жидкости сквозь цилиндрическую трубу круглого сечения секундный объёмный расход прямо пропорционален перепаду давления на единицу длины трубы и четвертой степени радиуса и обратно пропорционален коэффициенту вязкости жидкости.

где

— перепад давления на концах капилляра, Па;

• — секундный объёмный расход жидкости, м³/с;

• — радиус капилляра, м;

• — диаметр капилляра, м;

• — коэффициент динамической вязкости, Па·с;

• — длина трубы, м.

67)Гидравлические потери в диффузоре, конфузоре и при повороте потока.

1 .Диффузор - постепенно расширяющаяся труба (рис.1). Течение скорости в диффузоре сопровождается ее уменьшением и увеличением давления, а следовательно, преобразованием кинетической энергии жидкости в энергию давления. В диффузоре, так же как и при внезапном расширении русла, происходит отрыв основного потока от стенки и вихреобразования. Интенсивность этих явлений возрастает с увеличением угла расширения диффузора α.

Кроме того, в диффузоре имеются и обычные потери на терние, подобные тем, которые возникают в трубах постоянного сечения. Полную потерю напора в диффузоре рассматривают как сумму двух слагаемых:

где h_тр и h_расш - потери напора на трение и расширение (вихреобразование).

г де n = S₂/S₁ = ( r₂/r₁ ) ² - степень расширения диффузора. Потеря напора на расширение h_расш имеет ту же самую природу, что и при внезапном расширении русла

где k - коэффициент смягчения, при α= 5…20°, k = sinα.

Учитывая это полную потерю напора можно переписать в виде:

о ткуда коэффициент сопротивления диффузора можно выразить формулой

2.Конфузор - данное местное сопротивление представляющее собой коническую сходящуюся трубу (рис.2). Течение жидкости в конфузоре сопровождается у величением скорости и падением давления. В конфузоре имеются лишь потери на трение

г де коэффициент сопротивления конфузора определяется по формуле:

в которой n = S₁/S₂ - степень сужения.

Небольшое вихреобразование и отрыв потока от стенки с одновременным сжатием потока возникает лишь на выходе из конфузора в месте соединения конической трубы с цилиндрической. Закруглением входного угла можно значительно уменьшить потерю напора при входе в трубу. Конфузор с плавно сопряженными цилиндрическими и коническими частями называется соплом.

3 .При повороте потока (закругленное колено или отвод). Плавность поворота значительно уменьшает интенсивность вихреобразования, а следовательно, и сопротивление отвода по сравнению с коленом. Это уменьшение тем больше, чем больше относительный радиус кривизны отвода R / d (рис.3). Коэффициент сопротивления отвода ζ_отв зависит от отношения R / d, угла δ, а также формы поперечного сечения трубы. Для отводов круглого сечения с углом δ= 90 и R/d 1 при турбулентном течении можно воспользоваться эмпирической формулой:

Д ля углов δ 70° коэффициент сопротивления

А при δ 100°

Потеря напора в колене определится как