44.2 Условие возникновения местных потерь напора.

Кинетическая энергия, захваченная у потока макровихрями при их образовании, передается ими почти без потерь диссипативным вихрям. А они растрачивают ее на работу против сил вязкости. Эта энергия превращается в тепловую, и рассеивается. Рассмотренная схема явлений при отрыве относится к случаю турбулентного потока, чаще всего встречающемуся на местных сопротивлениях.

45. Резкое расширение трубопровода. Формула Борда.

При внезапном расширении потока в трубопроводе от площади S₁ до S₂ (рис.), жидкость не растекается по контуру излома стенок, а следует по более плавным линиям тока. Около стенок образуется пространство, в котором жидкость находится во вращательном движении. Потеря напора, происходящая при внезапном расширении потока реальной жидкости, находится с помощью уравнения Д. Бернулли, записанного для сечений 1-1 и 2-2, где движение считается плавно изменяющимся. Тогда

Применяя теорему о количестве движения и произведя необходимые преобразования, выражаем h_в.р через средние скорости -формула Борда

Называя разность (₁ – ₂) потерянной скоростью следует, что потеря напора при внезапном расширении равна скоростному напору, подсчитанному по потерянной скорости (теорема Борда). Зависимость записывается в виде или

С учетом того, что по уравнению неразрывности ₁s₁=₂s₂, из (7) получим , где;

46. Случаи местных сопротивлений, наиболее часто встречающиеся в инженерной практике.

При внезапном расширении потока в трубопроводе от площади S₁ до S₂ (рис.), жидкость не растекается по контуру излома стенок, а следует по более плавным линиям тока. Около стенок образуется пространство, в котором жидкость находится во вращательном движении. Потеря напора, происходящая при внезапном расширении потока реальной жидкости, находится с помощью уравнения Д. Бернулли, записанного для сечений 1-1 и 2-2, где движение считается плавно изменяющимся. ;. Привнезапном сужении потока (рис.), так же как и при внезапном расширении, создаются пространства с вальцами вращающейся жидкости. Коэффициент внезапного сужения ζ_в.с зависит от соотношения площадей живого сечения S₁ (большее сечение) и S₂ (меньшее сечение). Коэффициент потерь напора при постепенном расширении потока (расширяющиеся переходные конусы или диффузоры) определяется по формуле , гдеS₂ и S₁ – площади живого сечения за расширением и до него, а коэффициент k, находится по табл. в зависимости от угла конусности . Коэффициент потерь напора при постепенном сужении потока (конфузоре) находится по зависимости ,гдеn - отношение площадей живого сечения до конфузора и за ним; -коэффициент Дарси при движении жидкости в трубопроводе;- угол конусности. Для измерения расхода жидкости в трубопроводах применяютсядиафрагмы, представляющие собой установленные перпендикулярно к направлению течения тонкий диск с круглым отверстием площадью S₀ в центре. Коэффициент сопротивления диафрагмы (), установленной в трубопроводе постоянного сечения, зависит от отношения площади отверстияS₀ к площади живого сечения трубы S. Коэффициент потерь напора для колена с закруглением зависит от углаи отношения радиуса трубопроводаr₀ к радиусу поворота R_закр (рис.). Для простой задвижки, перекрывающей трубопровод круглого поперечного сечения, коэффициент потерь напора ζ_з зависит от степени закрытия задвижки, которая характеризуется отношением a/d (рис.).