Местные сопротивления. В местных гидравлических сопротивлениях, вследствие изменения конфигурации потока на коротких участках

В местных гидравлических сопротивлениях, вследствие изменения конфигурации потока на коротких участках, изменяются скорости движения жидкости по величине и направлению, а также образуются вихри. Это и есть причиной местных потерь напора. Местными сопротивлениями являются расширения и сужения русла, поворот, диафрагма, вентиль, кран и т.п. (рис.4.3).

Потери напора в местных сопротивлениях определяются по формуле (4.4).

При турбулентном режиме коэффициент зависит в основном от вида местного сопротивления, а при ламинарном- от числа Рейнольдса. Для всех местных сопротивлений этот коэффициент определяется экспериментально .

Рисунок 4.3 – Местные гидравлические сопротивления: а – задвижка; б – диафрагма; в – поворот; г – вентиль

Рассмотрим некоторые местные сопротивления.

Внезапное (резкое) расширение трубы (рис.4.4).

	При внезапном расширении трубы поток срывается с угла и постепенно расширяется. Между потоком и стенкой трубы образуются вихри, которые и являются причиной потерь энергии. Потери напора в этом случае определяют по теореме Борда
Рисунок 4.4 – Внезапное расширение трубы

(4.10)

где и - скорость жидкости впереди и после внезапного сужения.

Формулу (4.9) можно записать в виде:

. (4.11)

При этом для скорости

. (4.13)

При выходе жидкости из трубы в резервуар возникает резкое расширение потока. В этом случае >> (площадь резервуара значительно больше площади трубы).Коэффициент потерь на выходе из трубы будет: =1.

Внезапное сужение трубы (рис 4.5) вызывает меньшие потери энергии, чем внезапное расширение. В этом случае потери обусловлены трением потока при входе в узкую трубу и потерями на вихреобразование. Потери напора при внезапном сужении трубы определяют по формуле

(4.13)

где определяется по формуле Идельчика

Рисунок 4.5 – Внезапное сужение трубы

При входе жидкости из резервуара в трубу можно считать , а коэффициент сопротивления равным Поворот трубы (рис 4.6) или колено без закругления вызывает

	значительные потери энергии, так как в нем происходят отрыв и вихреобразование, причем тем больше ,чем больше .Потерю напора рассчитывают по формуле (4.14)
Рисунок 4.6 – Поворот трубы

где - коэффициент сопротивления колена, который определяется по справочным данным.