Общие сведения о гидравлических потерях

Гидравлические потери делятся на путевые и местные.

Путевые потери вызываются силами внутреннего трения между слоями жидкости, движущимися с различными скоростями. Путевые потери h_п (м) вычисляются по формуле Дарси:

, (4.42)

где L − длина трубопровода, d − его внутренний диаметр, V²/2g − скоростной напор, вычисленный по средней скорости, λ− безразмерный коэффициент сопротивления трения.

Местные потери возникают в отдельных местах изменения формы и размеров канала (так называемых местных сопротивлениях), влекущих за собой изменение формы потока (внезапное расширение, внезапное сужение, поворот, наличие клапана, крана, задвижки и т.д.). Это, в свою очередь, вызывает изменение скоростной структуры потока. В этих местах возникает отрыв его от стенок и образуются вихри, в которых частицы жидкости движутся по замкнутым или близким к ним кривым. Образование вихрей в местном сопротивлении − перегородке с небольшим отверстием в трубопроводе (дроссельной шайбе) показано на рис. 4.14, а; при внезапном сужении трубопровода − на рис. 4.14, b, при резком повороте трубопровода − на рис. 4.14, с.

Рис.4.14. Местные потери в трубопроводе

На создание и поддержание вихрей затрачивается энергия, которая отбирается от движущегося потока. Поэтому при прохождении через местное сопротивление напор потока падает. Таким образом, местные потери − это потери на вихреобразование. Их величина определяется по формуле Вейсбаха:

, м. (4.43)

Здесь ζ − безразмерный коэффициент местного сопротивления, величина которого зависит от вида местного сопротивления.