Внезапное расширение

В этом случае поток из трубы меньшего диаметра d₁ попадает в трубу большего диаметра d₂. Потери напора h_в.р. для такого местного сопротивления определяются согласно теореме Борда-Карно, по формуле:

(6.2)

Следовательно, для внезапного расширения русла коэффициент потерь:

(6.3)

Когда диаметр d₂ весьма велик по в сравнении с диаметром d₁, потери на расширение можно определить по формуле:

(6.4)

что означает ζ_в.р. = 1.

Постепенное расширение

Постепенно расширяющаяся труба называется диффузором. Течение жидкости в диффузоре сопровождается уменьшением скорости и увеличением давления, а также потерями, рассчитываемыми по формуле:

(6.5)

где h_тр. и h_расш. - потери капера на трение и вихреобразования.

Каждая из составляющих общих потерь может быть рассчитана по формулам:

(6.6)

(6.7)

где k – поправочный коэффициент, численное значение которого

для диффузоров с углами конусности α = 5-20⁰ можно определить по приближенной формуле ;

λ_т- коэффициент потерь на трение для турбулентного движения;

n - степень расширения диффузора.

Тогда коэффициент расширения диффузора можно выразить по формуле:

(6.8)

Рис. 6.4. Диффузор а) и конфузор б)

Внезапное сужение

Данное местное сопротивление вызывает меньшую потерю энергии, чем внезапное расширение с таким же соотношением площадей. По данным И. В. Идельчика коэффициент местных потерь при внезапном сужении может быть найден по формуле:

(6.9)

Из формулы следует, что для частного случая, когда d₂<<d₁, коэффициент сопротивления принимает значение .

Постепенное сужение

К

Рис.6.5. Тройник

оническая сходящаяся труба называется конфузором. Течение жидкости в противоположность диффузору сопровождается увеличением скорости и падением давления. Так как давление жидкости в начале конфузора выше, чем в конце, причин для возникновения вихреобразований нет. В связи с этим сопротивление в конфузоре всегда меньше, чем сопротивление такого же диффузора. Значение коэффициентов сопротивления конфузора определяют экспериментально.

Рис. 6.6. Проходник

Внезапный поворот (колено)

Коэффициент сопротивления колена круглого сечения зависит от угла поворота и при его равенстве 90° достигает единицы.

Постепенный поворот

Он представляет собой закругленное колено и называется отводом. Для плавного отвода при угле поворота от 0° до 180° коэффициент сопротивления рассчитывается по формуле:

(6.10)

г де λ - коэффициент гидравлического сопротивления для прямой

трубы;

α - угол поворота в град.

К местным гидравлическим сопротивлениям относятся также диафрагмы, запорные регулирующие устройства, распределители потока.

Р

Рис. 6.7. Крестовина

ассмотренные расчетные зависимости характеризуют потери напора в местах сопротивления при турбулентном режиме течения.

Цель работы

Экспериментальное определение коэффициентов местных гидравлических сопротивлений.