3.20. Коэффициенты местных сопротивлений

Коэффициенты потерь ξ при турбулентном течении определяются в основном

формой местных сопротивлений и очень мало изменяются с изменением абсолютных

размеров русла, скорости потока и вязкости жидкости, т.е. с изменением числа Re,

поэтому обычно понимают, что они не зависят от Re, что означает квадратичный закон

сопротивления, или автомодельность.

Внезапное расширение русла.

Коэффициент потерь для внезапного расширения

ξ = (1 – s₁/s₂) (3.48)

где S – площадь потока в сечении.

Постепенное расширение русла.

n = S₂/S₁ – степень расширения диффузора.

ζ _диф = (3.49)

Внезапное сужение русла.

Коэффициент потерь для внезапного сужения:

n = S₁/S₂ – степень сужения

ξ = (1 – 1/n)/2 (3.50)

Постепенное сужение русла.

ζ _диф = (3.51)

Таблица 3.3.

Значения усредненных коэффициентов местных сопротивлений

(квадратичная зона)

3.21. Алгоритм решения задач по определению суммарных потерь напора

1. При заданной ℓ, d, подаче (расходе) и кинематической вязкости определяем скорость

υ =

2. Зная υ, d, ν → Re =

Сравниваем c Re_кр. Определяем режим.

3. Зная режим, определяем λ:

при ламинарном режиме λ = – формула Пуазейля;

для турбулентного необходимо знать границы зон турбулентности:

если Re > Re_кр, определяют границы зон 10() и 500 ()

при Re_кр < Re < 10 () зона гладких труб применяют формулу Блазиуса λ = 0,316 Re^–0,25

или λ =

10 (d/Δ) < Re < 500 (d/Δ) ― зона шероховатых труб.

Формула Альштуля: λ = 0,11

Re > 500 (d/Δ) ― зона вполне шероховатых труб.

Формула Шифринсона: λ = 0,11(Δ/d)^0,25

4. Зная вышеизложенное, определяем потери напора по формуле Дарси – Вейсбаха

h_тр = λ ·

Переход давления на трение определяется в зависимости от удельного веса:

ΔР_тр = j · h_тр → Р_тр = ρg · h_тр [Па]

Если трубопровод приподнят или опущен на некоторую величину Z, то

ΔР_тр = j · (h_тр ± Z)

Потери напора на местное сопротивление определяются по формуле Вейсбаха:

h_мс = Σξ ·

ξ ― коэффициент местного сопротивления (к.м.с.).

h_w = (λ