Гидравлические потери разделяют на местные потери и потери на трение по длине.
Для большинства местных сопротивлений в трубопроводах при числах Рейнольдса Re > 105 имеет место турбулентная автомодельность - потери напора пропорциональны скорости во второй степени и коэффициент сопротивления не зависит от Re (квадратичная зона сопротивления).Потери определяются по формуле, которая называется формула Вейсбаха –Дарси
hп = ζ*V2 ср /(2g), (6.9)
где ζ - безразмерный коэффициент местного сопротивления, определяемый экспериментально; V - средняя скорость потока в сечении.
Безразмерный коэффициент потерь ζ - называется коэффициентом сопротивления и равен отношению величины потерянного напора к скоростному напору
ζ = hп /V2 ср /(2g),
Гидравлические потери удельной энергии, выражают напором в единицах длины или давления.
Коэффициент сопротивления ζ не имеет размерности и зависит от следующих характеристик и параметров:
|
|
1) формы местного сопротивления,
Шероховатости стенок местного сопротивления,
Условий входа и выхода жидкости из сопротивления,
От числа Рейнольдса,
Формы и размеров трубопровода.
Потери энергии в местных сопротивлениях
Потери энергии в местных сопротивлениях вызваны изменениями формы и размера трубопровода, вызывающими деформацию потока. Жидкость, протекая через местные сопротивления при изменении скорости образует вихри. После отрыва потока от стенок вихри образуют области, в которых частицы жидкости движутся в основном по замкнутым траекториям.
Примеры местных сопротивлений приведены на рис.6.6. Здесь же показаны отрывы потока и вихреобразование.
Рис.6.6 Местные сопротивления, потери на вихреобразование.
а) задвижка; б) диафрагма; в)вентиль.
Местное сопротивление оценивают величиной коэффициента сопротивления ζ, которая почти постоянна для данной формы местного сопротивления при турбулентном режиме движения.