Местные гидравлические сопротивленияивления
Поворот трубы (колено)
|
θ |
|
|
|
Величина коэффициента местногоместного |
||||
|
|
сопротивления зависит отт углаугла поворотаповорота θθ,, |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
радиуса поворота R, формыы поперечногопоперечного |
||||
|
|
|
|
|
сечения и приводится в справочникахправочниках.. ДляДля |
||||
|
|
|
R |
|
|||||
|
|
|
|
круглого сечения трубы прири θθ == 9090ºº.. |
|||||
|
|
|
|
|
коэффициент сопротивленияния можноможно |
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
определить по формуле |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ξêî ë = 0, 05 + 0, 2 |
d |
|
|
|
|
|
|
|
R |
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Другие виды местных сопротивлений
Для ориентировочных расчетов можно пользоваться следующимиследующими коэффициентами местного сопротивления:
•задвижка при полном открытииткрытии –– 0,15;0,15;
•вход в трубу при острыхх кромкахкромках –– 0,5;0,5;
•вентиль с косым затворомом припри полномполном открытии (рис. 4.18) – 3;3;
•симметричный тройник –– 1,51,5..
Зависимость коэффициентов местных сопротивленийпротивлений от числа Рейнольдса. Эквивалентнаяя длинадлина
ξ |
|
В общем видеде длядля |
|
||
|
|
коэффициентанта ξξ можноможно |
|
|
|
|
|
записать |
|
|
|
|
|
ξ = |
À |
+ ξêâ |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
|
где |
ξêâ |
|
|
|
|
|
|
|
– коэффициенткоэффициент |
||||||
|
|
сопротивленияния припри |
||||||
|
|
больших числахислах ReRe,, когдакогда |
||||||
|
|
ξ = const. |
||||||
Re |
||||||||
В случае линейного закона сопротивления (наклоннаяя прямаяпрямая нана графике) потери напора можно определить по эквивалентнойалентной длинедлине..
Эквивалентная длина – такая длина прямого участка трубопроводатрубопровода данного диаметра, на которой потери на трение по длинеине эквивалентны потери напора, вызываемой данным местныместным
сопротивлением, т.е. |
häë = hì |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
= λ |
l |
ý |
|
υñð2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
ì |
|
d |
2g |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
Кавитация
На участках многих местных сопротивлений скорости потокапотока резкорезко возрастают, в результате чего давление уменьшается.. ЕслиЕсли давлениедавление становится ниже давления насыщенных паров жидкостисти,, возникаетвозникает кавитация. Источником кавитации являются пузырьки газагаза ии парапара,, которые выделяются в сечении с пониженным давлениемием.. ПопадаяПопадая вв сечение с нормальным давлением, пузырьки мгновенноно исчезаютисчезают подпод действием повышенного давления. В месте исчезновенияния пузырьковпузырьков давление резко увеличивается, повышается температураура.. КавитацияКавитация неблагоприятно отражается на работе оборудования, тт..кк.. возникаетвозникает
вибрация, шум, эрозия металла. Кавитационные свойстваства местныхместных |
||||||
сопротивлений оцениваются по критическому значениюию числачисла |
||||||
кавитации. |
|
|
|
|
||
k = |
2( p1 − pêð ) |
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
ρυ2 |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ì |
|
|
|
|
|
||||
где |
pêð = pí .ï . |
– давление насыщенных паров жидкостии.. |
||||
Предельно допустимая скорость в трубопроводе передд местнымместным сопротивлением определяют по формуле
|
2 p1 − pí .ï . |
|
Необходимо выполнение условияя |
|
υêð ≤ |
|
υì ≤ υêð |
||
|
ρkêð |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Истечение жидкостей из отверстия в тонкойнкой стенкестенке
|
Отверстием в тонкой стенке называется отверстие, толщинаа стенокстенок которогокоторого |
|||||||||||||||||||||
|
составляет не более 1/4 диаметра. |
Степень сжатия струиуи оцениваетсяоценивается |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициентом |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
p0 |
|
|
|
|
|
|
|
ε = Sñ Sî |
|
|
|
|||||||||
|
1 |
const |
1 |
|
|
Для плоскости сравнениянения,, проведеннойпроведенной |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
pатм |
|
относительно оси отверстияверстия,, запишемзапишем |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
уравнение Бернулли длядля движениядвижения |
|||||||||||||||
|
|
H0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
жидкости от свободнойной поверхностиповерхности,, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
где скорость можно принятьпринять равнойравной |
||||||||||||||
|
z1 |
|
d0 |
dc |
|
нулю, до сечения С-СС |
|
|
|
|||||||||||||
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
H0 + |
|
p |
|
p |
|
αυ2 |
υ2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
ρg |
= ρg |
|
+ 2g + ξo |
2g |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
c |
|
c |
|
c |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Скорость истечения |
υc = |
|
1 |
|
2gH = ϕ |
|
2gH |
|
|
формулаа ТорричеллиТорричелли |
||||||||||||
|
α + ς0 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
где φ – коэффициент скорости |
|
|
|
|
|
|
|
|
где μμ –– коэффициенткоэффициент |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Расход через сжатое сечение |
Q = μS |
|
2gH |
|
|
||||||||||||||||
|
0 |
|
|
расходаода.. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Зависимость коэффициентов истечениячения отот числа Рейнольдса
|
μ, φ, ε |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При истечении вязкихзких жидкостейжидкостей |
|
|
|
|
φ |
|
|
|
|
|
|
|
(например, дизельногоного топливатоплива черезчерез |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
форсунки) или прии истеченииистечении сс |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
небольшими скоростямиостями маловязкихмаловязких |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ε |
|
|
|
|
|
|
|
жидкостей (при малыхалых числахчислах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рейнольдса) будетт проявлятьсяпроявляться |
||||
|
|
|
μ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
зависимость величинчин коэффициентовкоэффициентов |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
истечения μ, φ, ε отт ReRe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициентциент сжатиясжатия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уменьшаетсяается вследствиевследствие |
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
|
|
увеличенияния радиусоврадиусов |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кривизныы поверхностиповерхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
струи наа еёеё участкеучастке отот |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
R |
|
|
|
|
кромки додо сжатогосжатого |
|
|
H0 |
H0 |
|
|
|
|
сечения СС--СС.. ПриПри ReRe →→ ∞∞ |
|||||
|
C |
C |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
значенияя коэффициентовкоэффициентов |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ и ε приближаютсяиближаются кк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значениямям,, |
|
|
C |
|
|
|
|
|
C |
|
соответствующимствующим |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
истечениюию идеальнойидеальной |
||||
|
|
R |
|
|
|
R |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жидкостити ((φφ == 1,1, εε == 0,6)0,6).. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|