Местные потери напора определяются по формуле
,
где ζ — коэффициент местных сопротивлений.
В квадратичной области сопротивлений коэффициент местных сопротивлений зависит от вида сопротивления. Некоторые значения ζ = ζкв приведены в табл.
Вид сопротивления | ζкв | В |
Пробочный кран Вентиль Задвижка. полностью открывая Вход из резервуара в трубу Выход из трубы в резервуар Вход в трубу с сеткой То же, с обратным клапаном Резкий поворот трубы на угол 300 То же, 500 То же, 600 То же, 900 Плавкий поворот трубы на угол φ0 при радиусе поворота Rп=1,5D То же, Rп=2.5D | 0.4-1.5
2.5-6
0.15
0.5
0.155
0.318
0.555
1.19
0.45 ![]() ![]() | 900-3000 - - - - - |
Коэффициенты сопротивления при внезапном расширении трубопровода определяются по формуле
где ω1 и ω2 — площади живых сечений до и после расширения; α1 — коэффициент кинетической энергии в сечений до расширения.
Коэффициенты сопротивления при внезапном сужении трубы имеют такие значения:
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
ζсуж 0,5 0,49 0,46 0,43 0,4 0,35 0,29 0,22 0,14 0 50
При вычислении местных потерь напора в формулу подставляется значение скорости за сопротивлением, а при определении потерь напора на выходе из трубы скорости до сопротивления.
При небольших числах Рейнольдса Re коэффициент местного сопротивления определяется по формуле
где В — коэффициент, определяемый по табл.
При установившемся, плавноизменяющемся движении вязкой (реальной) жидкости уравнение Д. Бернулли для двух сечений 1 — 1 и 2 — 2 записывается в виде
,
hп1-2 — потери энергии (напора) между сечениями 1—1 и 2—2, которые состоят из потерь по длине hl, и местных hм:
Знак суммы означает, что если трубопровод имеет несколько участков и несколько видов местных сопротивлений, то потери энергии на них необходимо складывать.
Коэффициент кинетической энергии α принимается при ламинарном режиме движения равным 2, а при турбулентном — в пределах α = 1–1,1.
1 Из бака при постоянном напоре H по прямому горизонтальному трубопроводу длиной l и диаметром D (рис. 1) вытекает вода в атмосферу, а на расстоянии l1 от начала трубопровода установлен вентиль. Определить расход воды в трубопроводе при полном открытии вентиля и построить пьезометрическую и напорную линии, если l =100 м; l1 =80 м; D= 0,1 м; Н =5 м; λ =0,03.
2 Вода перетекает из одного бака в другой при постоянных уровнях по трубе переменного сечения (рис. 2), диаметры и длины участков которой соответственно равны: l1 =20 м, d1 =100 мм; l2 =30 м; d2 =150 мм, а коэффициенты трения λ1=λ2=0,03. Построить напорную и пьезометрическую линии и определить: а) расход Q воды в трубе при H =4 м и H2 =2 м; б) разность уровней воды в баках ∆Н=H — H2 при расходе воды в трубопроводе Q=14 л/с.
3 В двух закрытых резервуарах (рис. 3), соединенных трубой переменного сечения, при постоянной разности уровней H=1,5 м поддерживается постоянное манометрическое давление рМ1=40 кПа (0,408 кгс/см2) и рм2 =20 кПа (0,204 кгс/см2). Участок трубы диаметром d2 имеет на боковой поверхности отверстие, расположенное посередине участка, и проходит через резервуар В с водой, уровень которой совпадает с уровнем воды во втором резервуаре. Длины и диаметры участков трубы: l1=l3=10 м; d1=d3=75 мм; l2=20 м; d2=50 мм. Коэффициенты трения λ1=λ2=λ3= 0,03. Определить: а) будет ли вода из отверстия А выходить в открытый резервуар или поступать в трубопровод, если h=1 м и давление на свободной поверхности воды в резервуаре р0=ра; б) какое давление р0 должно быть на свободной поверхности в резервуаре В при h=1 м, чтобы вода не выходила через отверстие А и не поступала в него.
![]() |
Рисунок – 1
![]() |
Рисунок – 2
![]() |
Рисунок – 3