Гідравлічні опори. Режими руху рідини

Загальні зведення про втрати напору

При русі потоку реальної рідини відбуваються втрати напору, тому що частина питомої енергії потоку витрачається на подолання різних гідравлічних опорів. Кількісне визначення втрат напору  є однією з найважливіших задач гідродинаміки, без рішення якої неможливо практичне використання рівняння Бернуллі.

Гідравлічні опори (і відповідно їм втрати напору) поділяються на два види:

опір по довжині, виникає при русі рідини по всій довжині рівномірного потоку і залежи від його довжини;

місцеві опори, виникають при нерівномірному русі рідини в окремих місцях потоку — різних фасонних ділянках трубопроводу чи русла (колінах, трійниках, засувках, раптових звуженнях чи розширеннях потоку і т.п.) і практично не залежи від довжини.

Для визначення втрат напору по довжині потоку  в круглій циліндричній трубі застосовується формула Дарсі–Вейсбаха

                                                                                     (78)

де  – коефіцієнт Дарсі, що характеризує опір по довжині трубопроводу; 

 – довжина труби;  – середня швидкість потоку;  – внутрішній діаметр труби;  – прискорення вільного падіння.

Визначення втрат напору в місцевих опорах  відбувається по формулі Вейсбаха

                                                                                      (79)

де  – коефіцієнт місцевого опору, що для різних місцевих опорів знаходиться досвідченим шляхом, а при розрахунках приймається з довідників.

Загальні втрати напору в трубопроводі визначаються шляхом арифметичного підсумовування втрат напору на прямолінійних ділянках і в місцевих опорах, тобто . Цей метод зветься принципу накладення (додавання) втрат.