31. Местные гидравлические сопротивления.

К местным сопротивлениям относят короткие участки труб, в которых происходит изменение скоростей движения жидкости по величине и направлению. Простейшие местные сопротивления можно условно разделить на сопротивления, вызванные изменением сечения потока (расширение, сужение), и сопротивления, связанные с изменением направления движения жидкости. Но большинство местных сопротивлений являются комбинациями указанных случаев, так как поворот потока может привести к изменению его сечения, а расширение (сужение) потока – к отклонению от прямолинейного движения жидкости. Также разная гидравлическая арматура (краны, вентили, клапаны и т.д.) практические всегда является комбинацией простейших местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относят и участки трубопроводов с разделением или слиянием потоков жидкости. Местные сопротивления оказывают существенное влияние на работу гидросистем с турбулентными потоками жидкости. С ламинарными потоками в большинстве случаев эти потери напора малы по сравнению с потерями на трение в трубах. В большинстве местных сопротивлений изменение скоростей движения приводит к возникновению вихрей, которые для своего вращения используют энергию потока жидкости. Таким образом вихреобразование – это основная причина потерь напора в большинстве местных сопротивлений. Для определения этих потерь используется формула Вейсбаха:. Для внезапного расширения потока,S1 – площадь сечения потока до расширения, S2 – после расширения. - безразмерный коэффициент местного сопротивления.

Если жидкость вытекает из трубы в бак то

= 1 т.к. S1<S2.

Для внезапного сужения потока: .

Если жидкость вытекает из бака по трубе (S1>S2), то . При постепенном сужении и расширении потока(расширяющееся русло наз. Диффузором, суж-ся – конфузором (если конфузор сплавным переходом – сопло)).

Кроме потерь на вихреобразование учитываются потери напора на трение по длине. и, гдеkp и kc – поправочные коэффициенты(значения в справочниках).

Существуют также повороты потоков: внезапный и плавный.

Внезапный поток оказывает значительное вихреоразование.

Их коэффициентыможно найти в справочниках.

32. Истечение жидкости через отверстие в тонкой стенке.

Отверстия в гидравлике делятся на малые и большие.

Малые – отверстия, в различных точках которого геометрический напор одинаков.

Форма отверстий во многих случаях существенно сказывается на параметрах вытекающего потока и его формы. Изменение формы стекающей струи жидкости относительно отверстия называется инверсией жидкости.

Отверстия могут выполняться в тонкой или толстой стенке. Стенка считается тонкой, если её толщина S<2/3 напора. Толстая стенка, если S>2/3 напора.

Явление сжатия струи через отверстие в тонкой стенке на определенном расстоянии:

- коэффициент сжатия струи

Сжатие называют совершенным, если боковые стенки сосуда не влияют на истечение струи.

Полное – сжатие по всему периметру

Если H=const, то это стечение при постоянном напоре

Свободное стечение жидкости – истечение жидкости в атмосферу.

Скорость и расход жидкости : ,

Скорость для реальной жидкости корректируется с помощью коэффициентов ,- коэффициент скорости.

Для расхода: ,- коэффициент расхода

Задача об истечении жидкости через отверстие сводится к определению скорости истечения жидкости и расхода вытекающей жидкости.

Стенка считается тонкой, если ее толщина меньше 0,2d. Отверстие считается малым, если его диаметр меньше 0,1Н. , Н=;.v- скорость вытекания жидкости из малого отверстия с тонкой стенкой. - степень сжатия струи.,- коэффициент скорости,- коэффициент расхода. Эти коэфф. меньше 1..