Местные потери напора

Местные потери напора (удельной механической энергии жидкости) возникают на коротких участках трубопровода с препятствиями для потока, называемыми местными сопротивлениями. К местным гидравлическим сопротивлениям относятся внезапное расширение и сужение труб, вентили, задвижки, клапаны, колена, решетки, сетки и другие элементы гидравлических систем, изменяющие конфигурацию стенок трубы или канала. Местные сопротивления вызывают изменение скорости движения жидкости по величине и направлению, что почти всегда приводит к отрыву потока (транзитной струи) от стенок и возвратному течению жидкости около них с образованием циркуляционных зон. Поглощение механической энергии потока в циркуляционных зонах, где она расходуется на создание и поддержание вращения жидкости, и составляет, в основном, местные потери напора.

В инженерных расчетах для определения местных потерь используется формула Вейсбаха, согласно которой потеря выражается в долях от скоростного напора

(3.7)

где x - коэффициент местного сопротивления;

u - средняя скорость потока за местным сопротивлением, м/с.

При подсчете местных потерь напора используются справочные эмпирические значения x, которые зависят от геометрии местных сопротивлений и числа Рейнольдса Re. Однако, в подавляющем большинстве случаев в местных сопротивлениях присутствует развитый турбулентный режим. При этом значения коэффициентов приобретают постоянные значения, которые зависят только от геометрических особенностей узлов, создающих местные гидравлические сопротивления.

Местные потери напора определяются как сумма потерь в локальных узлах, в каждом из которых они должны рассчитываться отдельно

Следует обратить внимание на то, что, согласно формуле Вейсбаха (3.7), скоростной напор выражается через среднюю скорость течения u, которая имеет место за узлом, в котором рассчитывается потеря напора. Часто в задачах с неравномерным движением жидкости (трубопроводы переменного сечения) местные потери требуется привести к одному скоростному напору. Для приведения привлекается уравнение неразрывности (2.1), согласно которому скоростной напор на одном участке может быть выражен через скоростной напор на другом участке

(3.8)

Дата добавления: 2015-10-29