Файл: Учебное пособие по решению задач Допущено Учебно методическим объединением вузов Российской Федерации по высшему.docx

В нашей задаче потери по длине необходимо записать так:

l  ² l Q²

h_дл   _d ₂_g   _d _s₂_₂_g.

Далее необходимо определить местные⁷ гидравлические сопротивления, возникающие при движении жидкости от сечения 1-1 к сечению 2-2. Обычно зона деформации потока в районе местного сопротивления невелика по сравне- нию с длиной труб. Поэтому считают, что местные потери имеют место как бы в одном сечении, а не на участке, имеющем некоторую длину.

Местные гидравлические сопротивления всегда возникают в тех сечениях потока, где скорость движения резко меняется по величине или по направлению. Согласно этому, в нашей задаче (Рис.16) имеют место сопротивление при внезапном сужении потока (выход из цилиндра в трубопровод) - h_вн.суж_., при прохождении жидкости через вентиль – h_в, в двух резких поворотах на угол 90 - 2h_пов_., и при резком расширении потока при выходе из трубы в бак - h_вых.

^^hм⁼^hвн.суж. ⁺^hв⁺²^hпов. ⁺^hвых

Определение местных гидравлических сопротивлений

Потери напора в местных сопротивлениях определяют по формуле Вейс-

_2 _Q2

баха:

h_м   ₂_g   _s₂_₂_g, (39)

где  - безразмерный коэффициент, зависит от вида и конструктивного выполнения местного сопротивления, состояния внутренней поверхности и Re,определяется по справочным данным (Приложение 6, 7).
- скорость движения жидкости в трубопроводе, где установлено местное сопротивление.

Если между сечениями 1-1 и 2-2 потока расположено много местных сопро- тивлений и расстояние между ними больше длины их взаимного влияния (6d), то местные потери напора суммируются. В большинстве случаев так и предпо- лагается при решении задач.

_h_м

n

 _ _ii1

 _2

2g

n

 _ _ii1

_Q2


.

s²  2g

В нашей задаче местные потери напора равны:

⁷ Местные гидравлические сопротивления – препятствия на пути движения жидкости, где происходит деформация потока, образуются вихри и затрачивается энергия. К ним относится трубопроводная арматура и резкие изменения формы поперечных сечений.

 h

_м= h_вн.суж_.+ h_в+ 2h_пов_.+ h_вых= (_вн.суж_.+ _в+ 2_пов_.+ _вых)Q²/(s²2g);

 h_м=   Q²/(s²2g); где   =_вн.суж_.+ _в+ 2_пов_.+ _вых

В нашей задаче суммарные потери напора равны:

h_1-2= (l/d+) Q²/(s²2g.

Определение коэффициента местного сопротивления

При развитом турбулентном движении в местном сопротивлении (Re >10⁴) имеет место турбулентная автомодельность - потери напора пропор- циональны скорости во второй степени, и коэффициент сопротивления не зависит от числа Re (квадратичная зона для местных сопротивлений). При этом _кв=const и определяется по справочным данным (Приложение 6).
В большинстве практических задач имеет место турбулентная автомо- дельность и коэффициент местного сопротивления - постоянная величи- на.
При ламинарном режиме  =_кв,где  -функция числа Re(Прил. 7).
При внезапном расширении трубопровода коэффициент внезапного рас- ширения определяется так:

1 2
_вн. _расш =(1-s₁/s₂)² = (1-d²/d²)²(40)

Когда s₂>>s₁, что соответствует выходу жидкости из трубопровода в ре- зервуар , _._вых.=1.
При внезапном сужении трубопровода коэффициент внезапного сужения

_вн._суж.равен:

  

 ^s²

  ^d²2

вн.суж.

0,5 (1

) 0,5 (1

s₁

), (41)

2
d₁

где s₁-площадь широкого (входного) сечения, а s₂-площадь узкого (выходного)

сечения.

Когда s₁>>s₂, что соответствует входу жидкости из резервуара в трубо- провод, _вх.=0,5 (при острой входной кромке).
Коэффициент сопротивления вентиля _в зависит от степени открытия крана (Приложение 6).