Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

КОЛЛЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ Книга 1

.pdf
Скачиваний:
288
Добавлен:
30.04.2015
Размер:
4.41 Mб
Скачать

Величины коэффициентов для различного конструктивного исполнения круглых шахт приведены в табл. 4.17.

Т а б л и ц а 4.17

Тип

 

 

 

 

при h /D0, равном

 

 

 

 

шахты

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

беск.

а

-

4,4

2,2

1,8

1,6

1,4

1,2

1,1

1,1

1,05

1,05

б

-

48,0

6,4

2,7

1,7

1,5

1,3

1,2

1,1

1,05

1,05

в

2,6

1,8

1,5

1,4

1,3

1,2

1,2

1,1

1,1

1,05

1,05

г

2,9

1,9

1,6

1,4

1,3

1,2

1,2

1,1

1,1

1,05

1,05

д

2,1

1,3

0,95

0,85

0,75

0,70

0,65

0,53

0,6

0,6

0,6

е

1,3

0,75

0,6

0,5

0,4

0,3

0,3

0,3

0,25

0,25

0,25

Сопротивление прямоугольной приточной шахты (рис. 4.15) с четырьмя жалюзивными решетками зависит от их площади – отношения ширины к высоте b/h и угла расположения жалюзи α, коэффициент при этом можно определить по табл. 4.18.

шахта приточная Прямоугольная .15.4 .Рис

Рис. 4.15. Прямоугольная приточная шахта

 

 

 

Т а б л и ц а 4.18

, 0

 

при b/h, равном

 

 

1,5

1,0

0,5

 

 

 

30

2,5

3,6

6,0

 

45

3,8

13,7

21,5

 

Потери давления на вход при наличии шайбы или плоской решетки с острыми кромками (рис.

4.16, а,б) определяются по формуле

поперечного сечения

трубы, f – площадь отверстия.

Рис. 4.16. Расположение на входе: а - шайбы;

Рис. 4.16. Расположение на входе: а - шайбы;

Рис. 4.16. Расположение на входе: а – шайбы;бб- плоской– плоскойрешеткире; вшетки- с ; в – сетки

б - плоской решетки; в - сетки

4.7.4. Входные элементы вентиляторов

Подвод из воздухопроводаРис. 4.16. Р сположв вентиляторие на входе: а -можетшайбы; выполняться с помощью конфузора или диффу-

б - плоской решетки; в - сетки

зора, отвода или колена, коробки и пр. (рис. 4.17).

61

Рис. 4.1Рис7. 4Вход.17. Входвввентилятортилятор: а - конфузор: а конфузором; б - диффузором; б; в -диффузоромотводом; ; г - коленом; д - коробкой

в – отводом; г – коленом; д – коробкой

Диффузорный подвод по сравнению с конфузорным имеет большее сопротивление, что отрицательно отражается на характеристике вентилятора, поэтому не рекомендуется. То же можно сказать и при сравнении отвода с коленом – первый подвод предпочтительнее.

Входная коробка должна иметь отношение впускной площади (прямоугольной) к площади входа в вентилятор не менее двух, а торцевая стенка коробки должна иметь скос в 15...200.

Коэффициенты сопротивления этих элементов зависят не только от геометрических размеров, но и от типа вентилятора и режима его работы [7].

4.8. Гидравлическое сопротивление при изменении величины скорости потока

4.8.1. Потери при внезапном сужении потока

При внезапном сужении потока в зависимости от геометрии входа в узкий канал потери рассчитываются по следующим зависимостям.

Схема рис. 4.18,а. Коэффициент сопротивления

ζ 0,5(1 F

F )3/ 4

ζ

тр

0,5a ζ

тр

,

(4.17)

0

1

 

 

 

 

где а = f (F0 /F1), тр = (l0/Dr).

Рис. 4.Рис18..4Каналы.18. с свнезапнымным сужениемпотокапотока

Коэффициент линейных потерь определяется по зависимостям п. 4.6.1. Величины а = f (F0 /F1) приведены в табл. 4.19 и на рис. 4.19.

Т а б л и ц а 4.19

F0 /F1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,9

1,0

a

1,0

0,850

0,680

0,503

0,300

0,178

0

Схема рис. 4.18,б. Коэффициент сопротивления

 

 

3/4

ζ

 

 

ζ

 

 

 

 

 

 

 

 

0,03 0,47 exp( 17,73r ) ,

ζ ζ (1 F /F )

тр

ζ

а

тр

, ζ

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

где r r Dr .

Величина а находится по графику рис. 4.19 или по табл. 4.19.

тр = l0/Dr.

62

Рис. 4.19. Величина линейных потерь

Схема рис. 4.18,в. Коэффициент сопротивления

 

 

F1)

3/4

 

ζ ζ (1 F0

 

ζтр ζа ζтр ,

где " см. в табл. 4.15, = f (l /D0, a); а см. табл. 4.19; a = f (F0 /F1); тр = l0/Dr (см. п. 4.6.1).

4.8.2. Внезапное расширение потока

Рассматривается случай внезапного расширения потока с равномерным распределением скоростей на выходе из узкого канала (рис. 4.20).

Рис. 4.20. Канал с внезапным расширением потока

При Re w0 Dr 3,3 103 коэффициент сопротивления

 

 

 

p

 

F

 

 

ζ тр

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

ζ

2

/ 2

1

 

 

 

2 ,

 

 

w0

 

F2

 

nn

где Dr 4F0

П0 ; nn F2 F , П – периметр.

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения = f (F0 /F2) приведены в табл. 4.20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F0 /F2=1/nn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,1

 

 

0,2

 

0,3

 

 

0,4

 

 

0,5

 

0,6

 

 

0,7

0,8

1,0

 

1,0

0,81

 

 

0,64

 

0,50

 

 

0,36

 

 

0,25

 

0,16

 

 

0,09

0,04

 

 

0

 

 

Значения при 500 Re 3,3 103 приведены в табл. 4.21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F0 /F2=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1/nn

 

10

15

20

 

30

 

40

 

50

102

 

2 102

5 102

103

 

2 103

 

3 103

 

3 103

 

01

 

3,10

3,20

3,00

 

2,40

 

2,15

1,95

1,70

 

1,65

 

1,70

2,00

 

1,60

 

1,00

 

0,81

 

02

 

3,10

3,20

2,80

 

2,20

 

1,85

1,65

1,40

 

1,30

 

1,30

1,60

 

1,25

 

0,70

 

0,84

 

03

 

3,10

3,10

2,60

 

2,00

 

1,60

1,40

1,20

 

1,10

 

1,10

1,30

 

0,95

 

0,60

 

0,50

 

04

 

3,10

3,00

2,40

 

1,80

 

1,50

1,30

1,10

 

1,00

 

0,85

1,05

 

0,80

 

0,40

 

0,36

 

05

 

3,10

2,80

2,30

 

1,65

 

1,35

1,15

0,90

 

0,75

 

0,65

0,90

 

0,65

 

0,30

 

0,25

 

06

 

3,10

2,70

2,15

 

1,55

 

1,25

1,05

0,80

 

0,60

 

0,40

0,60

 

0,50

 

0,20

 

0,16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.8.3. Диафрагмы, задвижки, затворы

63

Диафрагмы применяют при регулировке воздуховодов в качестве дополнительных сопротивлений, а также измерительных устройств (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Диафрагма

Рис. 4.21. Диафрагма

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы (по отношению к скорости в трубе) при Re105 равен

ζ (1 0,7071 f / F f / F)2 ( f / F)2 .

Значения в зависимости от f /F в соответствии с этой формулой можно определить по табл.

4.22.

Т а б л и ц а 4.22

f /F

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

 

1050

245

98

51

30

18

12

8

6

f /F

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0.90

1.00

 

4

2,8

2

1,4

0,97

0,65

0,42

0,13

0

Коэффициенты местного сопротивления задвижек (рис. 4.22), отнесенные к скорости в трубах, в зависимости от формы и относительной высоты прохода h /d0 или h/b0 следует принимать по табл. 4.23.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h /d0, h /b0

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круглая задвижка

 

35

10

4,6

2,1

1,0

0,45

0,15

0,05

 

0

Прямоугольная за-

 

42

19

8,5

4,5

2,5

1,2

0,55

0,15

 

0

движка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 4.22,б приведена расчетная схема плоского дискового затвора в трубе круглого сечения.

Рис. 4.22. ЗадвижкиЗадвижкизатворызатворы: – задвижка; б затворплоский( дисковый)

 

 

Рис. 4.22.

и

: - задвижка; б -

(

д

)

 

 

в трубе круглого0

сечения;

в - ζкв = f (δ,0), 1 - D0 = 25 – 40 мм,

Dд = Dд/D0

= 0,98,

0

); 2 Dд = 1,0, f

в трубе круглого сечения; в кв = f( , ); 1 D0 = 25...40 мм0 , Dд=Dд/D0

=0,98, f=Fh/F0 0 0,92 (при =0

 

f = Fh /F0 0,92 (при δ = 0 ); 2 – Dд= 1,0, f

0,99 (при δ = 0 )

 

 

 

 

 

0,99 (при =00)

 

 

 

 

 

Коэффициент сопротивления для данного вида затворов рассчитывается по формуле [7]:

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

120

 

1 0,5Dд (1 sin δ)

 

 

50

1,56

 

 

 

ζ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

w2

 

 

(1

 

 

2 sin δ)2

 

 

1

 

2 sin δ

 

/ 2

Re

 

D

 

 

 

Re

D

 

0

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

ζкв ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

1 0,5

 

 

(1 sin )

D

где A 120

 

 

 

д

; Re w0D0 / .

 

 

 

 

 

(1 D 2 sin )2

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

1,56

2

При 25° ζ

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кв

 

(1 D 2 sin )

 

 

 

 

 

 

 

д

 

Для всех углов коэффициент сопротивления кв = мается равной нулю. Данные о кв = f ( ) приведены на

1 (4.18)

f ( ), при Re 50 величина (1–50/Re) прини-

рис. 4.22, в и в табл. 4.24.

Т а б л и ц а 4.24

Кривая

 

 

 

 

, 0

 

 

 

 

0

10

20

30

40

50

60

70

75

 

1

0,60

0,85

1,70

4,00

9,40

24,0

67,0

215

400

2

0,52

1,54

4,50

11,0

29,0

105

625

4.9.Диффузоры и конфузоры

Вдиффузоре (рис. 4.23) скорость снижается при отрыве потока от стенок и образовании вихрей из-за значительного продольного градиента давления, вызванного нарастанием по длине статического давления (за счет уменьшения скорости). Как показали опыты, при центральных углах рас-

крытия диффузора более 6...100 поток

 

начинает отрываться от сте-

нок. Вообще не рекомендуется приме-

 

нять диффузоры с углами

раскрытия более 10...150.

 

 

Коэффициент местного сопротивле-

 

ния диффузора, отнесенный

к скорости в узкой части, = kсм(1–f/F)2,

Рис. 4.23. Диффузор

где f – площадь узкого сече-

ния; F – площадь широкого сечения;

kсм – коэффициент смягчения

 

Рис. 4.23. Диф

 

или полноты удара, зависящий от угла раскрытия диффузора, его типа и состояния потока перед входом в диффузор.

Для конического диффузора с равномерным распределением скоростей на входе и угле раскрытия 30 – 400 можно воспользоваться приближенной формулой

kсм 3,2 tg 2 4tg 2 .

В табл. 4.25 приведены значения коэффициентов смягчения удара kсм в зависимости от угла раскрытия в предположении равномерного распределения скоростей на входе и без учета потерь на границе: в первой строке для конических диффузоров, во второй – для пирамидальных.

Т а б л и ц а 4.25

,0

4

6

8

10

12

14

16

20

24

30

kсм

0,05

0,08

0,11

0,15

0,19

0,23

0,27

0,36

0,46

0,62

0,05

0,09

0,15

0,25

0,35

0,46

0,57

0,74

0,92

0,96

 

Коэффициенты сопротивления диффузоров, расположенных за радиальными вентиляторами, относимые к скоростям в выходных отверстиях вентиляторов, принимаются в зависимости от типа вентиляторов и их конструктивного исполнения. Подробно этот вопрос излагается в работах [7, 9]. Здесь в качестве примера рассматривается гидродинамическое сопротивление диффузора прямоугольного сечения, установленного за центробежным вентилятором, работающим в сети.

На рис. 4.24 показана схема подсоединения диффузора к вентилятору. Коэффициент сопротивления

ζ p( ω0 / 2) f (F1 / F0 ) .

Значения = f(F1/F0) для различных углов приведены в табл. 4.26 и на рис. 4.25.

65

Рис. 4.24. Подсоединение диффузора

Рис.

4. Подсоед нение диффузора к

Рис. 4.25. Коэффициенты сопротивления

 

Рис.

4.25. Коэффициенты

сопротивле-

 

диффузоров

 

 

 

 

 

 

 

вентилятору

 

 

 

 

 

к вентилятору

 

 

ния диффузоров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4.26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, 0

 

 

 

 

 

F1/F0

 

 

 

 

 

 

1,5

 

2,0

 

2,5

 

3,0

 

3,5

 

4,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

0,10

 

0,18

 

0,21

 

0,23

 

0,24

 

0,25

 

15

 

0,23

 

0,33

 

0,38

 

0,40

 

0,42

 

0,44

 

20

 

0,31

 

0,43

 

0,48

 

0,53

 

0,56

 

0,58

 

25

 

0,36

 

0,49

 

0,55

 

0,58

 

0,62

 

0,64

 

30

 

0,42

 

0,53

 

0,59

 

0,64

 

0,67

 

0,69

 

В конфузорах, т.е. плавно сужающихся по направлению движения потока участках воздуховода (рис. 4.26), давление теряется намного меньше, чем в диффузорах, аналогичных по размерам. В конфузорах с углом сужения не более 100, особенно в криволинейных (см. рис. 4.26,а), потери давления практически сводятся только к трению.

а)

б)

 

 

 

Рис. 4.26. Конфузоры: а - криволинейный; б - прямолинейный

Рис. 4.26. Конфузоры: а – криволинейный; б – прямолинейный

4.10.Коэффициенты сопротивления в изогнутых участках, коленах, отводах, поворотах

Визогнутых трубах и каналах основная часть потерь давления обусловлена вихреобразованиями у внутренней стенки из-за разницы длины пути линий тока газа у внутренней и внешних частях полости изогнутой части воздуховода. Коэффициент сопротивления изогнутых труб и структура потока в них изменяются под влиянием факторов, определяющих степень турбулентности потока

иформу профиля скорости на входе, а также геометрических параметров трубы: угол поворота, радиус закругления r/b0 или R0/D0, отношение площадей входа и выхода и т.п.

4.10.1. Изогнутые участки

На рис. 4.27 приведены расчетные схемы криволинейных участков каналов воздуховодов.

а)

б)

 

 

Рис. 4.27. Криволинейные каналы

Рис. 4.27. Криволинейные каналы

Коэффициент сопротивления

66

ζ p ( w2

/ 2) 0,175λ

к

R / D

r

,

(4.19)

0

 

0

 

 

где λк f (Re/ D0 ) ; Re w0 D0 ; Dr = D0. 1. Для круглого сечения (рис. 4.27,а)

 

 

 

 

 

0,175

 

 

 

 

 

 

20

D0

 

 

D0

 

 

λк

 

 

при 50 Re

 

600 ;

Re

0,65

 

2R0

 

2R0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

0,225

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10,4

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λк

 

0,55

 

 

2R0

 

 

 

при 600 Re

2R0

1400 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D0

0,275

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λк

 

 

 

 

 

 

при 1400 Re

5000 .

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

0,45

 

 

 

 

2R0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2R0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения к f R0

D0 R0

b0 приведены в табл. 4.27.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4.27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R0/D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re 10-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(R0/b0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

0,6

0,8

 

1

 

 

 

2

4

6

8

 

10

 

 

 

20

30

50

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,0-3,2

0,34

0,26

0,22

 

0,19

 

0,12

0,078

0,063

0,058

 

0,055

0,050

0,048

0,046

0,044

3,8-4,0

0,30

0,23

0,19

 

0,17

 

0,11

0,070

0,060

0,055

 

0,052

0,047

0,045

0,044

0,042

R0/D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re 10-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(R0/b0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

0,6

0,8

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

4

 

6

 

8

 

10

 

 

20

 

30

 

50

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,3-4,5

0,28

0,22

0,18

 

0,16

 

0,10

 

0,065

 

0,056

 

0,052

 

0,049

 

0,045

 

0,043

 

0,041

0,040

5,0-8,0

0,26

0,20

0,16

 

0,14

 

0,09

 

0,060

 

0,052

 

0,049

 

0,047

 

0,043

 

0,042

 

0,040

0,038

10-15

0,24

0,18

0,15

 

0,13

 

0,08

 

0,055

 

0,043

 

0,040

 

0,036

 

0,034

 

0,033

 

0,030

0,028

20-25

0,22

0,16

0,14

 

0,12

 

0,075

 

0,048

 

0,040

 

0,037

 

0,035

 

0,030

 

0,029

 

0,027

0,026

30-50

0,20

0,15

0,13

 

0,11

 

0,070

 

0,045

 

0,038

 

0,035

 

0,033

 

0,028

 

0,027

 

0,025

0,023

50

0,18

0,135

0,105

 

0,09

 

0,052

 

0,040

 

0,035

 

0,032

 

0,030

 

0,025

 

0,023

 

0,022

0,020

2. Для квадратного сечения число Рейнольдса

Re = w0Dr/ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

)0,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Dr 4F0

П0 , λк

16,5 (Re a0

2R0

при Re

100 400

 

.

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a0 2R0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения λк f (R0 /a0 )

приведены в табл. 4.28.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4.28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R0/а0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re 10-3

 

 

 

 

 

 

 

0,4

0,6

 

0,8

 

1,0

1,5

2,0

2,5

 

3

4

6

8

10

20

 

 

 

 

1,70

0,272

0,210

0,172

 

0,160

0,140

0,148

0,140

0,136

0,132

0,120

0,112

0,108

0,092

3,40

0,240

0,180

0,152

 

0,132

0,112

0,112

0,108

0,104

0,096

0,088

0,080

0,076

0,072

6,85

0,212

0,160

0,136

 

0,116

0,092

0,080

0,072

0,068

0,061

0,052

0,048

0,044

0,040

13,7

0,188

0,142

0,120

 

0,104

0,080

0,068

0,060

0,056

0,048

0,044

0,040

0,038

0,034

3. Для прямоугольного сечения (рис. 4.27,б) число Рейнольдса

 

 

Re = w0Dr/ ,

 

 

 

 

 

где Dr 2ав (а в) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) Re=(0,5 6)103 – ламинарный режим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,32

 

 

 

0,37

 

 

 

 

 

Dr

 

 

 

 

0,46

 

 

 

 

b0

 

 

 

λк

1,97

49,1

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

;

2R

a

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Re=(0,7 38)103 – турбулентный режим

67

 

 

 

Dr

 

 

λк

 

0,316

8,65

2R

 

 

 

0

 

 

 

1,32

 

0,34

 

 

b0

 

 

 

 

 

a0

 

Re 0,25 .

4.10.2. Колена

Потеря давления в колене зависит прежде всего от угла его поворота, а также от формы поперечного сечения, соотношения площадей сечения до и после поворота, взаимного влияния установленных колен и состояния (шероховатости) стенок.

На рис. 4.28 приведена расчетная схема колена с неизменным сечением и с закругленными кромками в месте поворота. Рассматриваются коэффициенты потерь для гладких и шероховатых стенок.

Рис. 4.28Рис. Колена. 4.28. Коленас закругленнымис кромкамиввместе поворота

 

 

 

 

 

 

 

поворота5

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Для гладких стенок ( =0) и Re = w0Dr/ 2 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

ζм ζ тр ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( w2

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где м = А1В1С1 (см. табл. 4.29, 4.30, 4.31 соответственно).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

D0 70

 

 

 

 

 

90

 

 

 

св. 100

 

 

А1

 

 

 

0,9 sin

 

 

 

 

 

1,0

 

 

 

0,7+0,35 /90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r0/D0 (R0/b0)

 

0,05

 

0,10

 

0,20

0,30

 

0,40

0,50

 

0,60

В1

 

0,87

 

0,70

 

0,44

0,31

 

0,26

0,24

 

0,22

 

 

 

 

Приближенно В1=0,155(r0/D0)-0,595

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a0/b0

 

 

 

 

 

 

 

D0 4

 

 

 

 

св. 4

 

 

C1

 

 

 

 

 

0,85 + 0,125(a0 + b0)

 

 

 

1,115 – 0,84/(a0/b0)

 

 

Для круглого канала принимают С1 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ζ тр (1 0,0175 r / Dr ,

 

 

 

(4.20)

 

 

 

 

 

 

 

где см. в табл. 4.11, 4.12.

При 0,02

ζтр 0,02 0,00035 r / Dr .

2.Для шероховатых стенок труб ( > 0 и Re 104):

ζ K KRe ζм ζ тр .

(4.21)

Величины коэффициентов K и KRe приведены в табл. 4.32, 4.33 соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4.32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R0/D0 (R0/b0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5-0,55

 

 

 

Cв. 0,55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 103-4 104

 

Cв. 4 104

3 103-4 104

Cв. 4 104 – 2 105

 

Cв. 2 105

0

 

1,0

 

1,0

 

 

1,0

1,0

 

1,0

0-0,001

1,0

 

 

 

 

1,0

/ 2/1

 

1+

 

103

 

1+ 0,5 103

 

 

 

 

68

 

Св. 0,001

 

 

1,0

 

 

~1,5

 

 

1,0

 

 

 

~2,0

 

~2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R0/D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re 10-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(R0/b0)

 

0,1

 

0,14

 

0,2

0,3

0,4

 

0,6

0,8

 

1,0

1,4

2,0

 

3,0

 

4,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5-0,55

 

1,40

 

1,33

 

1,26

1,19

1,14

1,09

1,06

1,04

1,0

1,0

 

1,0

 

1,0

 

 

>0,55-0,70

 

1,67

 

1,58

 

1,49

1,40

1,34

1,26

1,21

1,19

1,17

1,14

 

1,06

 

1,0

 

>0,70

 

2,00

 

1,89

 

1,77

1,64

1,56

1,46

1,38

1,30

1,15

1,02

 

1,0

 

1,0

 

Рис. 4.29. П--образное колено

Значения коэффициентов местного сопротивления для П-образного колена (1800) квадратного сечения в зависимости от относительной длины соединительного участка a /b0 и его относитель-

ной ширины bк /b0 (рис. 4.29) можно принимать по табл. 4.34, где в числителе указаны значениядля b0 = b1, а в знаменателе – для b0 = 2b1.

Т а б л и ц а 4.34

bк /b0

 

 

при a /b0, равном

 

 

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

 

0,5

7,9 / 7,5

6,1 / 3,6

4,7 / 4,5

4,2 / 6,7

4,4 / 7,8

4,8 / 7,6

0,75

4,5 / 5,8

2,0 / 2,4

2,4 / 2,2

2,3 / 3,3

2,4 / 4,0

2,7 / 4,7

1,0

3,6 / 5,5

1,8 / 2,1

1,3 / 1,9

1,2 / 2,3

1,4 / 2,6

1,6 / 2,7

2,0

3,9 / 6,3

1,5 / 2,7

0,8 / 2,1

0,7 / 2,2

0,6 / 2,0

0,6 / 1,6

4.11. Коэффициенты сопротивления тройников и крестовин

Части воздуховодов, в которых происходит слияние или разделение двух потоков (рис. 4.30), называются тройниками. Тройники с симметричным расположением ответвлений (рис. 4.30,б) часто называют штанообразными. Тройники характеризуются углом ответвления и отношениями площадей сечения ответвлений (боковых и прямого) Fб /Fc, Fп/Fc.

а)

б)

 

 

Рис. .44.30. .. Тройники

В тройнике могут изменяться соотношения расходов Qб /Qc и Qп/Qc и соответственно отношения скоростей wб /wc и wп /wc. Тройники могут быть вытяжными и приточными. Потери давления в тройнике возникают вследствие вихреобразований при изменении скоростей сливающихся или разделяющихся потоков, а также за счет изменения направления движения в ответвлении. В одном и том же тройнике при работе на вытяжку обычно потери давления больше, чем при тех же расходах и работе на приток, так как добавляется потеря давления при турбулентном перемешивании сливающихся потоков. Коэффициенты местных сопротивлений тройников могут иметь отрицательный знак, что обусловливается эжекцией струй.

69

Для цилиндрических струй, у которых Fб + Fп = F0, приближенные значения коэффициентов ме-

стных сопротивлений, отнесенных к скорости в сборном патрубке, в зависимости от , Fб /F0

или

Fп /F0, Lб /L0

или Lп /L0

и wб /w0

и wп /w0

можно принимать по табл. 4.35.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lб,п /L0

 

 

 

 

 

 

 

 

,0

fб,п /F

 

0,05

0,2

0,4

 

0,6

0,8

 

0,05

0,2

 

0,4

 

0,6

0,8

 

 

 

 

 

б ответвления

 

 

 

 

п прохода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вытяжные тройники

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

4

5

 

6

7

 

8

9

 

10

 

11

 

12

 

0,06

 

-0,20

9,92

41,0

 

-

-

 

0,04

-0,95

 

-4,60

 

-

 

-

 

0,10

 

-0,72

2,80

13,1

 

29,7

-

 

0,12

-0,36

 

-2,50

 

-6,12

 

-

15

0,20

 

-1,22

0,02

2,55

 

6,12

10,7

 

0,20

0,05

 

-8,89

 

-2,63

-5,22

 

0,33

 

-1,71

-0,67

0,42

 

1,67

2,95

 

0,45

0,42

 

-0,08

 

-1,25

-2,60

 

0,50

 

-2,60

-1,56

-0,40

 

0,40

0,93

 

1,39

1,24

 

0,78

 

-0,10

-1,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 4.35

1

2

 

3

4

5

 

6

7

 

8

9

 

10

 

11

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,06

 

-0,30

10,1

41,5

 

-

-

 

0,04

-0,81

 

-4,07

 

-

 

-

 

0,10

 

-0,76

2,88

13,4

 

29,4

-

 

0,08

-0,33

 

-2,14

 

-5,40

-3,59

30

0,20

 

-1,22

0,05

2,70

 

6,48

11,4

 

0,13

0,06

 

-0,73

 

-2,30

-2,19

 

0,33

 

-1,70

-0,72

0,52

 

1,89

3,30

 

0,48

0,52

 

0,07

 

-0,82

-0,82

 

0,50

 

-2,60

-1,44

-0,36

 

0,56

1,18

 

1,40

1,26

 

0,86

 

0,15

 

-

 

0,06

 

-0,20

10,3

42,4

 

-

-

 

0,05

-0,59

 

-3,21

 

-

 

-

 

0,10

 

-0,78

3,00

13,9

 

31,9

-

 

0,12

-0,15

 

-1,55

 

-3,73

 

-

45

0,20

 

-1,25

0,12

3,00

 

7,05

12,4

 

0,30

0,26

 

-0,33

 

-1,52

-3,42

 

0,33

 

-1,69

-0,66

0,70

 

2,24

3,95

 

0,45

0,50

 

0,20

 

-0,50

-1,60

 

0,50

 

-2,60

-1,50

-0,24

 

0,79

1,60

 

1,30

1,20

 

0,90

 

0,22

-0,68

 

0,06

 

-0,20

10,6

43,5

 

-

-

 

0,05

-0,32

 

-2,03

 

-

 

-

 

0,10

 

-0,68

3,18

14,6

 

33,1

-

 

0,09

-0,03

 

-0,96

 

-2,75

 

-

60

0,20

 

-1,19

0,2

3,30

 

7,80

13,7

 

0,14

0,20

 

-0,14

 

-0,95

-2,20

 

0,33

 

-1,69

-0,67

0,91

 

2,73

4,70

 

0,41

0,49

 

0,34

 

-0,10

-0,85

 

0,50

 

-2,60

-1,38

-0,02

 

1,18

2,20

 

1,25

1,17

 

0,90

 

0,48

-0,05

 

0,06

 

-0,20

11,2

46,2

 

-

-

 

0,08

-

 

-

 

-

 

-

 

0,10

 

-0,75

3,58

16,2

 

36,7

-

 

0,10

-

 

-

 

-

 

-

90

0,20

 

-1,10

0,50

4,20

 

9,70

17,0

 

0,18

0,34

 

-

 

-

 

-

 

0,33

 

-1,50

-0,45

1,59

 

4,05

6,98

 

0,52

0,66

 

0,62

 

-

 

-

 

0,50

 

-2,35

-1,15

0,42

 

2,05

3,65

 

1,06

1,25

 

1,22

 

0,88

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wб,п /w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

0,4

0,8

 

1,6

2,0

 

0,2

0,4

 

0,8

 

1,6

2,0

 

,0

 

 

 

б ответвления

 

 

 

 

п прохода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приточные тройники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

0,65

0,38

0,11

 

0,51

1,00

 

0,64

0,36

 

0,04

 

0,90

3,20

 

30

 

0,69

0,44

0,19

 

0,51

1,00

 

0,64

0,36

 

0,04

 

0,90

3,20

 

45

 

0,74

0,54

0,29

 

0,51

1,00

 

0,64

0,36

 

0,04

 

0,90

3,20

 

60

 

0,82

0,66

0,43

 

0,51

1,00

 

0,64

0,36

 

0,04

 

0,90

3,20

 

90

 

1,00

1,00

1,00

 

1,00

1,00

 

0,64

-

 

-

 

-

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для симметричного тройника (рис. 4.30,б) формы Fc = F+ F= =2Fб коэффициенты сопротивления определятся по следующим зависимостям:

1. Слияние потоков (вытяжной тройник) [7]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p1б

 

 

Q1б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1б

 

 

 

 

 

Q1б

 

 

Q1б

 

 

 

 

 

 

 

 

ζ

 

 

 

 

 

 

 

7,3

 

 

0,07

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3,7

 

 

 

 

 

 

2,64

при a=15

 

 

;

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1о.б

 

w

/2

 

 

Q0

 

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0

 

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

p1б

 

 

Q1б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

ζ

 

 

6,6

 

0,25

 

Q1б

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1б

 

 

2,30

при a=30

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1о.б

 

w

2

/2

 

 

 

Q0

 

 

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

p1б

 

Q1б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

Q1б

 

 

 

 

 

Q1б

 

 

 

Q1б

 

 

 

 

 

ζ

 

 

 

 

 

 

 

5,6

 

 

 

0,50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0

 

 

 

 

 

1,80

при a=45

 

 

.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1о.б

 

w

/2

 

 

 

Q0

 

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q0

 

 

 

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитанные по этим формулам данные приведены в табл. 4.36 и на рис. 4.31.

70