Гидравлические потери энергии

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

 h_п = 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 = h_п /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.