Гидрогазодинамика. nchti_Рузанова_Гидрогазодинамика_уч_пособие (1). Гидрогазодинамика учебное пособие

• Название: Гидрогазодинамика учебное пособие
• Анкор: Гидрогазодинамика
• Дата: 11.05.2021
• Размер: 1.56 Mb.
• Имя файла: nchti_Рузанова_Гидрогазодинамика_уч_пособие (1).docx
• Тип: Учебное пособие; #203801
• страница: 13 из 17

20. Местные сопротивления

В местных сопротивлениях средняя скорость потока изменяется по величине, по направлению или одновременно по величине и направлению. К местным сопротивлениям относятся внезапные сужения и расширения труб, краны, вентили, тройники, вход в трубу, выход из трубы и т.д.



Рис.26. Местные сопротивления
В местных сопротивлениях происходит дополнительная потеря энергии, кроме потерь на трение. Потеря энергии здесь вызывается ударом потока (аналогично удару твердого тела), который ведет к завихрениям жидкости.

В практических расчетах местные потери определяют по формуле:

(95)

где ω – средняя скорость потока в сечении за местным сопротивлением; ξ_мс – коэффициент местного сопротивления.

Т.о., потеря напора в местном сопротивлении пропорциональна скоростному напору.

Для различных местных сопротивлений:



Коэффициент местного сопротивления ξ_мс показывает, какая часть динамического напора теряется на данном местном сопротивлении.

Коэффициенты местных сопротивлений определяют экспериментально. Их средние значения приводятся в справочниках.

21. Гидравлический расчет трубопроводов

При гидравлическом расчете трубопроводов путевые и местные сопротивления определяются независимо друг от друга и складываются. Полученная сумма является гидравлическим сопротивлением всей системы.

Введем обозначение:

(96)

где – коэффициент сопротивления трения.

Тогда

(97)

где  – сумма коэффициентов сопротивления трения и местных сопротивлений.

Данное правило расчета называется принципом наложения гидравлических потерь. По этому принципу:

(98)

Таким образом, потеря напора определяется по уравнению:

(99)

или

(100)

Величина h_п выражается в метрах столба жидкости и не зависит от природы жидкости, а величина Δp зависит от плотности.

Иногда потерю напора в местном сопротивлении приравнивают потерям напора на трение в гипотетически прямой трубе эквивалентной длины l_экв.

Длина участка прямой трубы, гидравлическое сопротивление которого равно потере напора в данном местном сопротивлении, называется эквивалентной длиной l_э этого местного сопротивления.

Применяют формулу: , где d – диаметр трубы; n – опытный коэффициент (приводится в справочниках).

В этом случае общие потери напора:

(101)

Введем обозначение:

(102)

где ξ₀ – общий коэффициент гидравлического сопротивления системы.

Тогда ; т.к. , где Q – объемный расход; S – площадь сечения, то , где ; К характеризует гидравлическое сопротивление сети.

При перекачивании жидкости по трубе, кроме гидравлического сопротивления сети, необходимо преодолевать статический напор Н_ст, который не зависит от расхода. Он состоит из высоты h подъема жидкости с уровня z₁ на z₂ ( ) и напора, соответствующего противодавлению в сети , где р_к и р₀ – давление в конце и в начале трубопровода.

Т.о., полный напор для перекачивания жидкости:

, где (103)



Рис.27. Характеристика сети
График также называется характеристикой сети. К₂ > К₁, т.е. гидравлическое сопротивление второй сети больше, чем первой. Характеристика сети – восходящая парабола.