Внезапное расширение.
Для внезапного расширения трубопровода местная потеря напора при больших числах Рейнольдса выражается формулой Борда-Карно
или
,
где
– коэффициент сопротивления внезапного
расширения
; (5)
– средние скорости
в узком (входном) и широком (выходном)
сечениях потока;
-
площади этих сечений.
Если площадь
весьма велика, по сравнению с площадью
и скорость
можно считать равной нулю, то потери
напора на расширение
,
т.е.
в этом случае теряется весь скоростной
напор (вся кинетическая энергия, которой
обладает жидкость); коэффициент потерь
.
Такому случаю соответствует выход
жидкости из трубопровода в резервуар
больших размеров.
Внезапное сужение.
При внезапном сужении трубопровода, местная потеря напора
,
где
– коэффициент сопротивления внезапного
сужения
(6)
Из формулы следует,
что в частном случае, когда
,
т.е. при входе жидкости из резервуара
достаточно больших размеров в трубу и
при отсутствии закругления входного
угла, коэффициент потерь
Внезапный поворот трубы.
В случае внезапного поворота трубы (колено без закругления) потеря напора
,
где
– коэффициент сопротивления колена.
Для колена круглого
сечения
изменяется с изменением угла
по параболическому закону.
Коэффициент может быть определен из таблицы 1.
Таблица 1
Зависимость коэффициента сопротивления резкого
поворота круглой или квадратной трубы от угла
, градусы |
|
, градусы |
|
0 |
0 |
90 |
1,190 |
30 |
0,155 |
110 |
1,860 |
45 |
0,318 |
130 |
2,600 |
60 |
0,555 |
150 |
3,200 |
75 |
0,806 |
180 |
3,600 |
Угольник
Угольник представляет
собой разновидность плавного поворота.
Он отличается от плавного поворота
трубы (отвода) соотношением размеров:
при одном и том же внутреннем диаметре
трубы радиус кривизны R,
длина и высота L
у угольника меньше, чем у отвода, а,
следовательно, коэффициент сопротивления
угольника
больше, чем отвода.
Коэффициент
зависит от угла поворота
и при
может быть определен по таблице 2.
Таблица 2
Значения коэффициента при
d |
L |
|
d |
L |
|
мм |
мм |
||||
12,7 |
30 |
2,19 |
38,1 |
55 |
1,60 |
25,4 |
40 |
1,98 |
50,8 |
65 |
1,07 |
3. Содержание лабораторной работы
Экспериментальным
путём получить потерянный напор на
местных сопротивлениях для потока
жидкости в трубе с местными сопротивлениями,
расположенной горизонтально. Труба
между местными сопротивлениями имеет
контрольные сечения, к которым подключены
пьезометры. Нумеруются сечения по ходу
движения жидкости i =1,2,…6.
Совместив плоскость сравнения с
продольной осью трубы, принимаем
.
Расход жидкости в трубе
.
Режим течения – турбулентный,
.
В ходе эксперимента
величины
измеряются пьезометрами, скоростные
напоры
вычисляются по результатам косвенного
измерения расхода в трубе, а потери
полного напора на местных сопротивлениях
оцениваются разностью между полными
напорами в контрольном сечении перед
местным сопротивлением и полным напором
в контрольном сечении после местного
сопротивления. По полученным данным
определяются коэффициенты местных
сопротивлений для трех расходов воды
и рассчитываются средние значения
коэффициентов местных сопротивлений