3.17. Потери напора в трубах некруглого сечения
Для определения потерь напора в трубах некруглого сечения используют
формулу Дарси-Вейсбаха. Если в формуле Дарси-Вейсбаха диаметр заменить
гидравлическим радиусом (d = 4R) получим:
hтр
= λ
(3.47)
В таком виде формулу Дарси-Вейсбаха обычно применяют для
определения потерь напора в трубах некруглого сечения. Для ее использования Re
также необходимо выразить через гидравлический радиус: Re = υ4R/v.
При турбулентном режиме в трубах некруглого сечения коэффициент λ
определяют по формулам для круглых труб. При этом диаметр трубы необходимо
заменить на четыре гидравлических радиуса живого сечения.
3.18. Местное сопротивление
При движении жидкости по трубопроводу часть энергии (напора) теряется на
преодоление гидравлических сопротивлений, вызванных установкой трубопроводной
арматуры (внезапное сужение, внезапное расширение, тройник, крестовина, колено,
кран, вентиль, задвижка, диафрагма и т.д.). Эти гидравлические сопротивления
называются местными, а потери энергии на них ― местными потерями.
Особенностью местных сопротивлений является наличие при турбулентном
режиме
вихревых зон (рис. 3.21.) и деформации
эпюры скоростей.
Рис. 3.21.
Транзитный поток отделен от вихревой зоны осредненной во времени и
пространстве поверхностью раздела ab. Транзитная струя в области вихревой зоны
неустойчива. Поэтому поверхность раздела ab является зоной интенсивного вихреоб-
разования и перехода механической энергии в тепловую. В виду большой сложности
явлений, происходящих в жидкости, протекающей через местное сопротивление,только
в отдельных случаях коэффициент ξ может быть найден теоретически. В преобладаю-
щем большинстве случаев ξ определяется опытным путем. Исследования, проведенные
учеными, показали, что зависимость коэффициента ξ от Re наблюдается при
ламинарном режиме движении жидкости. В турбулентном потоке влияние числа Re
на коэффициент ξ весьма незначительно. При практических расчетах в области
турбулентного режима движения этот коэффициент зависит только от вида и
конструктивного выполнения местного сопротивления.
При экспериментальных исследованиях потери энергии (напора) опреде-
ляются из уравнения Бернулли при условии hм ≠ 0, h1 = 0.