Tipuri de rezistență locale. Elementele structurale în travaliu-boprovodah cauzează pierderi hidraulice locale, cunoscute ca rezistența locală. Acestea includ zăvoare (Fig. 4.8, a), diafragma (fig. 4.8, b), a genunchiului (cot) (Fig. 4.8, c), porți (Fig. 4,8 g), expansiunea, contracția (la fel de brusc ca și graduală) etc.
Fig. 4.8. Scheme de rezistență hidraulică locală: A - supapă; b - diafragma; în - genunchi; r - supapă
Când curgerea fluidului hidraulic prin neascultarea co-flow locale deformate, se separă de pereți, apar vârtejuri. Pierderea locală de energie specific (cap) definit de formula Weisbach (4.1). Dacă o conductă cu diametru variabil, peste viteza proiectată, substituite în (4.1), luând viteza corespunzătoare diametrului său minor.
În flux laminar coeficient depinde de rezistivitatea locală a Re și modele de geometrie, și anume, tipul de rezistență locale în curgere turbulentă - .. Numai forma de rezistență locală. În cazul tranziții bruște # 950; m devine independentă de Re când Re ≥ 3000 și cu tranziții line - la Re ≥ 10 mai.
Valorile coeficienților de rezistență locale sunt determinate experimental pentru anumite tipuri de rezistență locală. Pentru unii dintre ei # 950; m obținute teoretic.
Luați în considerare unele tipuri de rezistență locală.
Expansiunea bruscă a canalului (tub). Pierderea de presiune la canalul de expansiune brusca Teorema Borda cap a vitezei egală determinată de diferența de viteză în secțiunile canalului (Figura 4.9.):
Conform unui flux de teoremă continuitate
Din compararea (4.23) cu formula Weisbach (4.1):
în care - coeficienții de rezistență locală la expansiunea bruscă când calculează ca aria secțiunii de viteză acceptată, respectiv # 969; 1 și # 969; 2. Astfel, în determinarea co-coeficienților de rezistență locală trebuie să ia în considerare, în care viteza secțiunii transversale este luată ca o așezare.
Fig. 4.9. Expansiunea bruscă a canalului
Extinderea treptată a canalului - difuzor. Fluxul de lichid în difuzor (fig. 4.10), este însoțită de o scădere a vitezei și creșterea corespunzătoare a presiunii, adică. E. Conversia energiei cinetice în energie de presiune. În pereții o scădere a energiei cinetice a fluidului poate provoca straturi de fluid, care nu sunt în măsură să depășească creșterea presiunii.
Fig. 4.10. Extinderea treptată a canalului - difuzor
Aceste straturi sunt oprite sau începe să se deplasează în direcția opusă, care determină separarea debitului de formarea peretelui și vortex. Separarea și formare vortex crește cu unghiul de expansiune a difuzorului, și în același timp, creșterea pierderilor hidraulice în formarea vortex. Unghiul maxim al conului de expansiune # 945; diferențial. oferind flux neseparat este 8. 10 °. Cea mai profitabilă (optimă) este # 945; DIF = 6 ° (Figura 4.11.).
Coeficientul de rezistență poate fi exprimată în termeni de cota de pierdere cap expansiunea bruscă
unde - coeficient care reflectă o reducere a pierderilor de cap prin extinderea treptată în comparație cu pierderea de presiune la expansiunea bruscă cu același raport al secțiunilor transversale.
Fig. 4.11. Dependența coeficientului aerodinamic de unghiul de expansiune # 945; diferențialului
Aceasta depinde de unghiul de expansiune a difuzorului:
la # 945; diferențial. egal cu 4, 8, 12 °, respectiv egală cu 0,12; 0,14; 0,23.
Îngustarea bruscă a canalului. Această îngustare duce la o compresie canal cu jet (Fig. 4.12), aria secțiunii este redusă la # 969; s. pierderea de presiune cauzate de compresia sa inițială din # 969; 1. la # 969; s. și apoi se extinde la # 969; 2. Având în vedere faptul că pierderea de presiune cauzată în principal de expansiunea jetului # 969; s la # 969; 2. coeficient poate fi determinat din formula (4.26):
Fig. 4.12. Îngustarea bruscă a canalului
Dacă notăm gradul de compresie prin intermediul jetului # 949;
Din motive practice, puteți utiliza formula I. E. Idelchika:
unde n - gradul de comprimare a fluxului ().
Pierderile de energie la contracția bruscă a debitului calculat de v2 viteza secțiunii de echilibru # 969; 2 pentru rezistența locală. raportul de compresie # 949; Aceasta depinde de gradul de comprimare a fluxului n, și poate fi definit prin formula AD Altshul:
Pentru a reduce întregesc canalul orificiu de compresie margine.
Îngustarea treptată a canalului - konfuzor. Pentru converger (Fig. 4.13), raportul poate fi exprimat în termeni de cota de pierdere cap îngustarea bruscă [vezi. (4.26)].
unde - coeficient care reflectă o reducere a pierderilor de cap prin reducerea treptată, în comparație cu pierderea de presiune atunci când o îngustare bruscă a aceluiași raport al secțiunilor transversale. Aceasta depinde de unghiul de convergență al conductei convergente # 945; a. Această dependență este prezentată în Fig. 4.14.
Fig. 4.13. konfuzor
Fig. 4.14. Dependența convergența conductei convergente # 945; la
rotirea bruscă a canalului. rotirea bruscă a conductei sau a cotului fără rotunjire (fig. 4.15) provoacă pierderi semnificative de energie datorate separarea fluxului și formării turbulenței. Această pierdere este mai mare, mai mare unghiul de rotație a căderii de presiune de canal 8. a fost calculată cu formula
Dependența unghiului de genunchi al coeficientului trageți # 948; este prezentată în Fig. 4.16. la # 948; = 90 ° # 950; count = 1.
Fig. 4.15. Genunchi fără rotunjiri
canal de rotație treptată. Tub de rotație treptată sau genunchi rotunjită numit robinet (fig. 4.17). rotație lină reduce formarea turbionară, în care rezistența este mai mică decât genunchiul fără rotunjire. ștergere coeficient aerodinamic. (4.37)
la unghiuri # 948; <70°
Formula (4.37) - (4.39) iau în considerare doar rezistența suplimentară datorată curburii canalului. Prin urmare, atunci când țevi calculele trebuie să includă lungimea robinetelor lungime totală la determinarea pierderii fricțional și a adăugat pierderea curbură.
Diafragma. Când diafragma în tubul de secțiune transversală constantă (fig. 4.18) Coeficientul de rezistență
în cazul în care; # 969; d. d - zona găurii, respectiv, și deschiderea diafragmei;. # 969;, D - zona, respectiv, în secțiune și diametrul țevii; - coeficientul de compresie cu jet; - aria secțiunii transversale a fluxului comprimat.
Fig. 4.18. Schema de flux care trece prin diafragma
Valve. Coeficientul de rezistență la poarta cu grade diferite de deschidere definită de raportul h / d (Figura 4.19.):
Fig. 4.19. Supapa din conducta
Valorile altor coeficienți de rezistență locale pot fi găsite în directoare speciale.
Lungimea echivalentă. Pierderea cap locală este adesea înlocuit cu pierderi de presiune datorită frecării de-a lungul conductei prin introducerea conceptului de lungime echivalentă. Lungimea echivalentă este lungimea diametrului conductei pe care rezistența de frecare pe lungimea echivalentului rezistențe locale
unde d - diametrul conductei; # 955; - coeficientul de frecare pierdere a lungimii (Darcy); - coeficientul de rezistență locală i-ro; n - numărul de rezistență locale.
Pentru a determina totalul poate fi folosit Darcy-Weisbach pierdere cap formula h, introducând în ea lungimea calculată (redusă) în loc de lungimea efectivă a conductei:
Durata estimată a conductei este definită prin formula
lfakt în care - lungimea efectivă a conductei.
Pentru a simplifica calculul în formula (4.42) poate înlocui în mod util valoarea vitezei la o anumită porțiune a conductei, în principal, în funcție de condițiile problemei. De exemplu, viteza selectată a primei porțiuni. Apoi, având în vedere constanța cheltuiala, putem scrie:
unde - coeficientul de rezistență prin conducte.
Coeficientul de rezistență conductă determinată prin formula
unde l1, ... lk - lungimea secțiunilor de conducte cu diametre d1 ... dk; k - numărul de tronsoane de conducte cu diametre diferite; # 955; j- coeficient Darcy secțiunea I-lea; # 969; 1. # 969; i. # 969; j - zona de zi 1 secțiuni, respectiv, i și j th secțiuni de conducte; # 950; 1 ... # 950; coeficienții de n- ai rezistentei locale; n - numărul de rezistență locale.