Определение коэффициентов потерь в местных гидравлических сопротивлениях — страница 2

  • Просмотров 381
  • Скачиваний 25
  • Размер файла 136
    Кб

сопротивлением. Величина коэффициента местного сопротивления при турбулентном течении принимается пропорциональной скоростному напору. что является признаком того факта, что местные сопротивления при этом режиме течения обусловлены, в основном, отрывными течениями, определяются типом местного сопротивления и не зависят от числа Рейнольдса. Обычно коэффициенты местного сопротивления определяются экспериментально и

представляются в справочной и учебной литературе в виде графиков и эмпирических формул [1, 2, 3]. Влияние сил трения в местном сопротивлении при ламинарном режиме течения пренебрегать нельзя, поэтому потери напора на преодоление местных сопротивлений в этом случае представляет собой сумму потерь на трение и вихреобразование и записываются в виде: ,(3) где - потери напора на преодоление сил трения, равные: (4) Помня, что ,

констатируем, рассматривая формулу (4), что пропорциональны первым степеням вязкости и скорости; - потери напора на отрыв потока и вихреобразование в местном сопротивлении, пропорциональные квадрату скорости, т.е.: (5) Следовательно, (6) где А и В – безразмерные постоянные, зависящие от формы и размеров местного сопротивления. Из сопоставления формул (2) и (6) видно, что (7) т.е. коэффициент местного сопротивления при ламинарном режиме

течения зависит от числа Рейнольдса ζМ = f (Re), и значение его уменьшается с увеличением Re. Потери напора при этом с ростом числа Рейнольдса возрастают, поскольку коэффициент потерь на трение уменьшается пропорционально скорости в первой степени, а потери изменяются пропорционально скоростному напору (см. формулу 6). Рассмотрим основные виды местных сопротивлений. Внезапное расширение потока. Этот вид местного сопротивления

имеет место при резком изменении диаметра трубопровода от меньшего к большему. Картина течения при внезапном расширении представлена на рис. 1. Рис. 1 Поток с параметрами p1, V1, двигаясь по инерции, в сечении 1-1 срывается с внутренней угловой кромки и образует струю. Вследствие наличия продольных сил трения, действующих на боковой поверхности струи, происходит ее расширение до полного заполнения трубы большего диаметра в сечении

2-2. Между сечениями 1-1 и 2-2 имеет место отрыв потока от стенок–трубопровода и в пространстве между транзитной струей и стенками образуется кольцевая вихревая зона. Эта зона может иметь несимметричный вид и не является устойчивой, поскольку транзитной струей из нее периодически захватываются отдельные крупные вихри, которые сносятся потоком вниз по течению. Эти вихри постоянно дробятся в основном потоке и затухают, а в зоне