Определение потерь напора
При движении жидкости в трубопроводе часть энер¬гии потока (гидродинамического напора расходу¬ется на преодоление гидравлических сопротивлений.
Последние бывают двух видов:
1) сопротивления по длине , пропорци¬ональные длине потока;
2) местные сопротивления , возникнове¬ние которых связано с изменением направления или ве¬личины скорости в том или ином сечении потока.
К местным сопротивлениям относят внезапное расши¬рение потока, внезапное сужение потока, вентиль, кран, диффузор и т. д.
Величина общих потерь энергии (напора) учитыва¬ется дополнительным членом , в уравнении Бернулли для реальной жидкости.
Определение величины потерь энергии (напора) при движении жидкости является одной из основных задач гидродинамики.
При движении жидкости в прямой трубе потери энер¬гии определяются формулой Дарси — Вейсбаха
= ; (2-27)
где —потери напора по длине, м.
Эту же потерю напора можно выразить в единицах давления:
(2-28)
где —потери давления, Па; —потери напора, м; —коэффициент сопротивления трения по длине; l- длина трубы, м; d—диаметр трубы, м; v—средняя ско¬рость движения жидкости в выходном сечении трубы, м/с: g-ускорение силы тяжести, м/с2; р—плотность жидкости (газа), кг/м3.
Коэффициент сопротивления трения по длине
В гидравлических расчетах потерь напора по формуле Дарси — Вейсбаха (2-27) наиболее сложным является определение величины коэффициента сопротивления трения по длине.
Многочисленными опытами установлено, что в общем случае коэффициент сопротивления трения К зависит от числа Рейнольдса и относительной шероховатости стенок канала, т. е. .
Для частных случаев движения жидкости имеем сле¬дующие зависимости для определения коэффициента сопротивления трения .
При ламинарном движении коэффициент сопротивле¬ния трения не зависит от относительной шероховатости, а является функцией только числа Рейнольдса и опреде¬ляется по формуле Пуазейля:
; (2-29)
При турбулентном движении в гидравлически глад¬ких каналах (трубах) в диапазоне чисел Рейнольдса 15•103<