Теория

Местные гидравлические потери

Местными гидравлическими потерями называется удельная энергия жидкости, идущая на преодоление сопротивлений при течении ее через гидроагрегаты и арматуру. Эти потери вызываются в основном деформацией потока и изменениями его скорости и направления течения, сопровождающимся закручиванием потока, образованием вихрей и пр.

Величины местных сопротивлений могут достигать больших значений. Так, например, потери напора а арматуре и изгибах трубопроводов могут в несколько раз быть выше, чем в прямых участках трубопровода; изгиб трубы под углом 900 с внутренним радиусом изгиба, равным диаметру трубы оказывает сопротивление, примерно равное сопротивлению прямой трубы длиной 40 диаметров.

Потери напора в местных сопротивлениях выражаются в долях скоростного напора и подсчитываются по выражениям

clip_image002

где clip_image004 и Н – потери напора соответственно в единицах удельного давления и высота столба жидкости;

clip_image006— удельная кинетическая энергия (скоростной напор) потока;

clip_image008— средняя по сечению потока скорость жидкости;

clip_image010— коэффициент местного сопротивления, учитывающий все потери напора, в том числе обусловленные трением, ускорениями, завихрениями и пр.

Коэффициент clip_image010[1]относится к условному проходу местного сопротивления (обычно к площади присоединительного канала) и показывает какая часть скоростного напора clip_image006[1]расходуется на преодоление данного местного сопротивления. Поскольку при движении жидкости через гидроагрегаты происходит интенсивная турбулизация потока, обусловленная чередующимися местными сопротивлениями связанными короткими каналами, значение критического числа Рейонльдса в большинстве случаев здесь не может быть примерно, ввиду чего им обычно пренебрегают, принимая приближенно величину его для данного местного сопротивления постоянной. Это позволяет считать потерю напора от местного сопротивления пропорциональной квадрату средней скорости жидкости на входе в рассматриваемое сопротивление.

Средние значения коэффициента clip_image010[2]для наиболее часто применяемых в гидросистемах местных сопротивлений приведены ниже:

а) для распределительных золотников в зависимости от характера движения и количества поворотов потока жидкости ………………………………………………… 2-4
б) для распределительных и обратных (запорных) клапанов (без учета усилия пружины)…………………….. 2-3
в) для самозапирающихся соединений (муфт) ……….. 1-1,5
г) для штуцеров, присоединяющих трубы к агрегатам, и переходников, соединяющих отрезки труб …………. 0,1-0,15
д) для угольников с поворотом под прямым углом …… 1,5-2

Коэффициенты плавных колен (отводов) трубопроводов под углом 900 с относительным радиусом изгиба clip_image012, где r — радиус изгиба и d – внутренний диаметр трубы приведены на рис. 16. и прямоугольных тройников с разделением потоков, а также угольников с поворотом под различными углами и проходных угольников – на рис. 17.

clip_image014

Рис. 16. Зависимость коэффициента местного сопротивления закругленной трубы под углом 900 от относительного радиуса изгиба r/d.

clip_image016

Рис. 17. Коэффициенты местных сопротивлений

Пермь Питер Пятигорск