Используя уравнение расхода

получим

, (3.4)

где коэффициент сопротивления

При подводе жидкости в резервуар больших размеров, можно считать, что , тогда

, а .

То есть вся кинетическая энергия подводимого потока уходит на преодоление сопротивления неподвижной жидкости в резервуаре.

Течение в диффузоре

Анализ рисунка 3.1 показывает, что соответствующим выбором профилирования места расширения русла можно уменьшить потери на вихреобразования. Таким простейшим профилем является коническая расширяющаяся труба – диффузор (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2

Течение жидкости в диффузоре сопровождается плавным уменьшением скорости и увеличением давления. Частицы жидкости при течении вдоль диффузора преодолевают повышающееся давление за счет своей кинетической энергии. У стенок (за счет трения в пограничном слое) скорость и кинетическая энергия уменьшаются более значительно, Здесь возникает обратное течение – срыв потока (вихреобразование). Таким образом, в диффузоре существует потери на трение о стенки и потери на вихреобразование при расширении

. (3.5)

Здесь потери на трение

Но

, ,

тогда

Интегрируя от до , получаем:

. (3.6)

Отношение называется степенью расширения диффузора.

С учетом этого выражение (3.6) принимает вид:

. (3.7)

Второе слагаемое в (3.5) – потери напора на расширение – аналогично, по своей природе, внезапному расширению и только меньше последнего по величине.

Поэтому

, (3.8)

где K – коэффициент смягчения.

Для a = 5¸20° K @ sina..

Подставим (3.7) и (3.8) в (3.5). Окончательно получаем

. (3.9)

Таким образом, потери в диффузоре зависят как от коэффициента трения, так и от угла раствора диффузора и степени его расширения.

Анализ опытных данных показывает, что для конических диффузоров , для плоских диффузоров . На рисунке 3.3 показана зависимость коэффициента сопротивления конического диффузора от угла его раствора.