Постепенное расширение потока

Рисунок 3.24 – Схемы постепенного расширения (а) и сужения (б) трубы

Постепенное расширение трубы называется диффузором(рисунок 3.24, а). Движение жидкости в диффузоре сопровождается уменьшением скорости и повышением давления. Частицы жидкости движутся вперёд, в сторону более высокого давления, по инерции за счёт своей кинетической энергии, которая уменьшается по направлению движения. Кроме того, за счёт расширения трубы частицы жидкости движутся не только вдоль оси потока, но и в направлении от оси к стенкам. В каком-то сечении инерция жидкости уменьшается до такой степени, что её не хватает для преодоления повышающегося давления. Тогда такие частицы жидкости останавливаются или даже начинают двигаться в обратном направлении. В результате возникают вихревые потоки и потоки, отрывающиеся от стенки. Эти явления зависят от скорости и интенсивности расширения потока. Таким образом, потери энергии в диффузоре определяются по формуле

,

где - коэффициент постепенного расширения;

k_диф – коэффициент учитывающий уменьшение потерь энергии в диффузоре по сравнению с потерями напора при внезапном расширении с тем же соотношением размеров труб. Этот коэффициент зависит от угла конусности :

При k_диф = sin , при можно принимать k_диф ≈ 1.