Основные формулы для определения местных потерь напора
Местные потери напора обуславливаются преодолением местных сопротивлений, создаваемых фасонными частями, арматурой и прочим оборудованием трубопроводных сетей. Потери напора в местных сопротивлениях вычисляются по формуле Вейсбаха:
(21)
где
-
безразмерный коэффициент местного
сопротивления.
Для определения потерь давления формула () преобразуется к виду:
(21)
где
- плотность
Потери напора при внезапном (резком) изменении сечения трубопровода
Внезапное расширение трубопровода. Потери напора при внезапном расширении трубопровода находят по формуле Борда:
(21)
где
,
- средние скорости течения соответственно
до и после расширения.
Коэффициент местного сопротивления в формуле Вейсбаха () определяется из выражения:
(21)
где
,
- площадь сечения трубопровода
соответственно до и после расширения.
Внезапное сужение трубопровода. Коэффициент местного сопротивления при внезапном сужении:
(21)
где
- коэффициент сжатия струи, представляет
собой отношение площади сечения сжатой
струи в узком трубопроводе
к площади сечения узкой трубы
:
Коэффициент сжатия струи зависит от степени сжатия потока:
и может быть определен по формуле А.Д. Альтшуля:
Рис. 2
Диафрагма на трубопроводе. Коэффициент местного сопротивления диафрагмы, расположенной внутри трубы постоянного сечения (отнесенный к сечению трубопровода):
(21)
()
где
- площадь отверстия диафрагмы;
- площадь сечения
трубы.
Для диафрагмы, расположенной на выходе в трубопровод другого диаметра
(21)
()
()
|
|
Рис. 3 |
Рис. 4 |
Сварные стыки на трубопроводах. Коэффициент сопротивления стыка может быть найден по формуле []:
(21)
где - эквивалентная высота сварного стыка: для стыков с подкладными кольцами = 5 мм; для стыков электродуговой и контактной сварки = 3 мм.
(21)
где
- количество стыков на участке.
Постепенное расширение трубопровода. Коэффициент сопротивления для конически расходящихся переходных конусов (диффузоров) зависит от угла конусности и соотношения диаметров. Для коротких конусов коэффициент сопротивления, отнесенный к более широкому сечению, можно найти по формуле []:
где
-
коэффициент смягчения при постепенном
расширении, зависящий от угла конусности
;
Значения
приведены в таблице
Таблица 4
, град |
4 |
8 |
15 |
30 |
60 |
90 |
|
0.08 |
0.16 |
0.35 |
0.8 |
0.95 |
1.07 |
Для данных конусов нужно учитывать также потери по длине.
Рис. 5
Постепенное сужение трубопровода. Коэффициент сопротивления для сходящихся переходных конусов (конфузоров) зависит от угла конусности и соотношения диаметров. Для коротких конусов он может быть найден по формуле
(21)
где
- коэффициент смягчения при постепенном
сужении, зависящий от угла конусности
.
Значения приведены в таблице
Таблица 5
, град |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
140 |
|
0.4 |
0.25 |
0.20 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.60 |