4.7.2. Потери напора на местные сопротивления

Местные сопротивления это такие участки трубопровода, на которых происходит деформация потока, т.е. происходит изменения скорости потока или по величине или по направлению.

К местным сопротивлениям относятся: вход и выход потока из трубы, внезапные сужения и расширения труб, плавные сужения и расширения труб колена, отводы, тройники, диафрагмы, регулирующие устройства (краны, вентили, задвижки и т.д.).

Протекая через местное сопротивление, поток деформируется, возникают пульсации скоростей и давлений, образуются вихревые зоны с обратными токами вследствие отрыва потока от стенок трубопровода. На эти процессы смешения и вихреобразования тратится часть полной энергии потока, которая превращается в тепло и рассеивается в окружающее пространство.

Различают четыре вида местных сопротивлений [2-4].

1. Местные сопротивления на которых происходит изменение скорости по величине (рисунок 25):

а	б
в	г
а) внезапное сужение, б) внезапное расширение, в) плавное расширение (диффузор), г) плавное сужение (конфузор) Рисунок 25 – Местные сопротивления

2. Местные сопротивления, связанные с изменением направления движения жидкости (рисунок 26).

а	б
R - радиус закругления отвода, d - диаметр отвода, а - угол поворота,  а) плавный поворот (отвод), б) резкий поворот (колено) Рисунок 26 – Местные сопротивления

3. Местные сопротивления на которых происходит смешение или разделение потоков (рисунок 27).

   а	б
   а) тройник, б) крестовина Рисунок 27 – Местные сопротивления

4. Трубопроводная арматура (краны, вентили, задвижки, расходомеры и т.п.).

Потери напора на местном сопротивлении рассчитываются в долях от величины скоростного напора:

,

где ξ – коэффициент местного сопротивления,

–скорость движения жидкости, м/с;

g – ускорении е свободного падения, м/с².

Величину ξ для каждого вида местного сопротивления определяют по справочным данным, для некоторых местных сопротивлений имеются расчетные формулы [2-4].

4.7.3. Принцип сложения потерь напора

Как правило, трубопроводы имеют прямые участки и множество местных сопротивлений. Принцип сложения потерь напора заключается в том, что потери напора по длине и потери напора на местных сопротивлениях складываются, т.е. общие потери напора:

,

т.е. ,

,

где – коэффициент трения;

–длина трубопровода, м;

d – диаметр трубопровода, м.

–скорость движения жидкости, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с².

–сумма коэффициентов местных сопротивлений.

где формула Дарси-Вейсбаха.

формула Вейсбаха

Часто в расчетах требуется определить потерю давления .

,

,

Потеря давления в трубопроводе на трение (для участка прямого трубопровода, длинного трубопровода), вычисляется по формуле [2-4]:

,