18) Общие сведения о гидравлических потерях. Виды гидравлических потерь. Гидравлический уклон.

При движении реальной жидкости необходимо учитывать потери энергии на преодоление сопротивления движению жидкости. Различают дна вида основных сопротивлений:

- сопротивления, проявляющиеся по длине потока, обусловленные силами трения частиц жидкости друг о друга и о стенки, ограничивающие поток. Им соответствуют потери напора на трение по длине потока h_m;

- сопротивления, обусловленные препятствиями на отдельных огра­ниченных участках потока, где наблюдается изменение направления или величины скорости (расширение или сужение потока, поворот потока, за­движки, краны, вентили и т.д.). Им соответствуют потери напора на пре­одоление местных сопротивлений h_м.

Общие потери напора h, складываются из суммы потерь напора на трение по длине и суммы местных потерь напора на рассматриваемом уча­стке пути потока:

Потери напора на трение по длине в круглой трубе h_m в общем слу­чае определяются по формуле

Коэффициент гидравлического трения X определяется в зависимости от режима движения жидкости и зоны (области) гидравлических сопротив­лений, в которой работает трубопровод.

Для ламинарного режима

При турбулентном режиме различают три зоны (области) гидравличе­ских сопротивлений. При - зона гидравлически гладких труб (Л- абсолютная шероховатость стенок трубопровода)

- формула Блазиуса.

При - переходная зона от гидравлически гладких

груб к гидравлически шероховатым

- формула Альтшуля.

При - зона гидравлически шероховатых труб (квадратичная зона сопротивлений)

- формула Шифринсона.

Потери напора для квадратичной зоны сопротивлений можно опреде­лить через удельное сопротивление трубопровода или расходную характе­ристику по формуле

где sq- удельное сопротивление трубопровода, К - расходная характеристика, , .

K > K-п ~ удельное сопротивление и расходная характеристика для квад­ратичной зоны сопротивления; k_n - поправочный коэффициент, Потери напора в местных сопротивлениях h_м определяются по фор­муле Вейсбаха:

где - коэффициент местного сопротивления; и - средняя по живому сече­нию скорость (обычно в сечении трубопровода за местным сопротивлением). Значения коэффициентов местных сопротивлений зависят от вида ме­стного сопротивления и в некоторых случаях от числа Рейнольдса. Коэф­фициенты местных сопротивлений в большинстве случаев определяются экспериментально и лишь для некоторых видов сопротивлений их можно определить теоретически.

2 3) Местные гидравлические сопротивления

Потери напора в местных сопротивлениях h_м определяются по фор­муле Вейсбаха:

где - коэффициент местного сопротивления; и - средняя по живому сече­нию скорость (обычно в сечении трубопровода за местным сопротивлением). Значения коэффициентов местных сопротивлений зависят от вида ме­стного сопротивления и в некоторых случаях от числа Рейнольдса. Коэф­фициенты местных сопротивлений в большинстве случаев определяются экспериментально и лишь для некоторых видов сопротивлений их можно определить теоретически.

Внезапное расширение трубопровода.

Коэффициент местного сопротивления при вне­запном расширении трубопровода (рис. 9.1), от­несенный к скорости за сопротивлением v₂, оп­ределяется по формула

отнесенный к скорости до сопротивления U[

где - площади живого сечения трубопровода соответственно

перед и за сопротивлением.

Внезапное сужение трубопровода. Коэффициент местного сопро­тивления при внезапном сужении трубопровода, отнесенный к скорости v₂ (рис. 9.2), определяется по формуле

Диафрагма на цилиндрическом трубопроводе. Для уменьшения расхода жидкости на участке трубопровода служит диафрагма (рис 93) Диафрагма представляет собой пластинку с отвер­стием в центре, диаметр которого меньше диаметра трубопровода. Коэффициент сопротивления диа­фрагмы

г де D,d— диаметры соответственно трубопровода и отверстия в диафрагме, £ — коэффициент сжа­тия струи.

Задвижка на трубопроводе. Для регу­лирования расхода на трубопроводах уста­навливают задвижки (рис 9 4) Коэффициент сопротивления задвижки зависит от степени

а ее закрытия.