Потери напора при внезапном (резком) изменении сечения трубопровода

Внезапное расширение трубопровода. Потери напора при внезапном расширении трубопровода находят по формуле Борда:

 

 

Где υ₁ и υ₂ — средние скорости течения соответственно до и после расширения.

Таким образом, потеря напора при внезапном расширении трубопровода равна скоростному напору от потерянной скорости.

 

 

Коэффициент местного сопротивления в формуле Вейсбаха (4.1) определяется выражениями:

                                                      

 

;                                                   (4.3)

                                                      

 ;                                               (4.4)

 

где ω₁ и ω₂— площади сечений трубопровода соответственно до и после расширения.

Внезапное сужение трубопровода. Коэффициент местного сопротивления при внезапном сужении

                                                          

                                              (4.5)

 

где ε — коэффициент сжатия струи, представляющий собой отношение площади сечения сжатой струи в узком трубопроводе ω1 к площади сечения узкой трубы ω2

                                                        

                                                       (4.6)

 

Коэффициент сжатия струи ε зависит от степени сжатия потока

                                                     

                                                               (4.7)

и может быть найден по формуле А. Д. Альтшуля:

 

                                                   

                                                     (4.8)

 

Значения, подсчитанные по формуле (4.8), приведены в таблице4.1.

 

Таблица 4.1

 

n	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1
έ	0,609	0,613	0,618	0,623	0,631	0,642	0,656	0,678	0,713	0,785	1

Диафрагма на трубопроводе

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы, расположенной внутри трубы постоянного сечения (отнесенный к сечению трубопровода):

                                          

                                     (4.9)

 

где — отношение площади отверстия диафрагмы ω₀,к площади сечения трубы.

Для диафрагмы, расположенной на выходе в трубопровод другого диаметра,

                                            

                                              (4.10)

 

где ;  ;

 

ξ_диафр — коэффициент сопротивления, отнесенный к сечению узкого трубопровода.

Вход в трубу из резервуара. Для коэффициента сопротивления следует принимать следующие значения:

при острых кромках………………..ξ_вх=0.4-0.5

закругленных.. ……………………ξ_вх=0.2

весьма плавном

входе.. ……………………………...ξ_вх=0.05

Выход из трубы в резервуар, в реку и т. д. Коэффициент сопротивления ξ_вых,  отнесенный к сечению трубы,

                                                 

 

 ξ_вых=                                                    (4.11)

 

где υ-средняя скорость течения воды в трубе.

При выходе из трубы через диафрагму в конце трубопровода

                                               

ξ_вых =                                                          (4.12)

 

Значения, определенные по формуле (4,12), приведены в приложении 24.

Сварные стыки на трубопроводах. Коэффициент сопротивления стыка может быть найден по формуле [1]

                                                

ξ_ст = 14 (δ/d)^3/2                                                       (4.13)

 

где  — эквивалентная высота сварного стыка: для стыков с подкладными кольцами 6=5 мм; для стыков электродуговой и контактной сварки 6=3 мм.

Возрастание сопротивления, вызываемое стыками, можно определить по формуле

                                                

                                                    (4.14)

 

где К=λ₁/λ— относительное увеличение сопротивления трубопровода (отношение сопротивления трубопровода со стыками к сопротивлению трубопровода без стыков);

l —расстояние между стыками (длина труб).