Реферат: Определение коэффициентов потерь в местных гидравлических сопротивлениях

Поток стабилизируется по длине, равной примерно десяти диаметрам трубопровода.

При внезапном расширении для турбулентного режима течения потери напора достаточно точно определяются теоретическим путем по формуле Борда – Карно:

(8)

Для трубопровода круглого сечения, с учетом уравнения неразрывности

, а ,

формула (8) может быть представлена в виде:

(9)

где

(10)

Потери могут быть определены и через скорости на входе во внезапное расширение:

,(11)

где

(12)

Внезапное сужение потока.

Картина течения при внезапном сужении потока изображена на рис. 2 и 3.

Рис.2

Рис.3

На рис. 3 тонкостенная труба меньшего диаметра вставлена внутрь трубы большего диаметра. Такое местное сопротивление называется наиболее резким сужением.

При внезапном сужении потери обусловлены, во-первых, трением потока при входе в трубу меньшего диаметра и, во-вторых, потерями на вихреобразование. Последние обусловлены тем, что на частицы жидкости, движущейся по криволинейным траекториям, действуют силы, направленные к оси струи. Двигаясь под действием этих сил, частицы жидкости не обтекают входной угол, а срываются с него, что приводит к сужению потока на участке трубопровода меньшего диаметра. Кольцевое пространство, образованное сжатым потоком и стенками трубы, заполняется завихренной жидкостью.

Для расчета коэффициента сопротивления при внезапном сужении предложена эмпирическая формула [2]:

(13)

При наиболее резком сужении (рис. 3) силы, сжимающие струю, возрастают из-за уменьшения радиуса кривизны траекторий частиц, втекающих в трубу, что приводит к возрастанию потерь. Формулой (13) эти эффекты не учитываются.

Диффузором называется плавно расширяющийся от меньшего к большему диаметру участок трубопровода (рис. 4).

Рис.4.

Течение жидкости в диффузоре сопровождается уменьшением скорости и увеличением давления, а, следовательно, преобразованием кинетической энергии в энергию давления.

Основными характеристиками диффузора являются: