Постепенное расширение трубы

Постепенно расширяющиеся конусные и прямоугольные переходные участки трубопроводов или воздуховодов называют диффузорами (рис. 4.18).

В результате движения жидкости в диффузоре в связи с увеличением диаметра средняя скорость потока уменьшается постепенно и при этом повышается давление. Частички жидкости, движущиеся вблизи стенок диффузора, обладая существенно малой кинетической энергией, практически могут затормаживаться или перемещаться в обратном направлении в связи с увеличением давления. При столкновении частиц, движущихся в разных направлениях под воздействием пульсации скорости и давления, возникают вихреобразования с отрывом потока от стенки диффузора. На вихреобразование и отрыв потока влияет угол расширения диффузора, от чего и будут зависеть местные потери напора.

Рис. 4.18. Постепенное расширение трубы

Геометрическими параметрами диффузора является угол и диаметры и . Потери напора условно можно представить как сумму потерь, связных с расширением , и потерь на преодоление сил трения по поверхности диффузора :

. (4.134)

Потери напора на расширение несколько аналогичны потерям при внезапном расширении, так как в обоих случаях потери обусловлены вихреобразованием в результате отрыва потока от стенки.

Коэффициент местных сопротивлений диффузора

. (4.135)

Из зависимости (4.135) видно, что является функцией от , и :

;

.

Наилучший угол диффузора, как показали опыты, соответствующий наименьшим потерям напора, находится в диапазоне . Для прямоугольных диффузоров принимается .