Потери напора в местных сопротивлениях

Местными сопротивлениями (рис.11.3) являются колена трубопроводов, краны, вентили, фильтры, тройники и т.п. Во всех местных сопротивлениях, подобно прямому трубопроводу, происходит потеря энергии движущейся жидкости.

Рис. 11.3. Местные сопротивления:

а– схема трубопровода; б – внезапное расширение жидкости;в– колено без закруглений; 1 – колено; 2 – тройник; 3– вентиль

Наиболее характерный случай -внезапное расширение жидкости (рис.11.3,б), когда площадь живого сечения резко увеличивается от S₁ до S₂. При этом наблюдается следующее: частицы жидкости, пройдя живое сечение 1–1 с некоторой скоростью, стремятся двигаться дальше с той же скоростью. Однако они задерживаются частицами, находящимися впереди, обладающими меньшими скоростями ввиду увеличившегося живого сечения 2–2. Вследствие этого перед живым сечением 2–2 в углах образуется кольцевое пространство А, заполненное жидкостью, не участвующей в общем потоке. Так как на граничной поверхности действуют силы внутреннего трения, то эта жидкость находится во вращательном, вихревом движении.

Аналогичное явление будет наблюдаться и при движении жидкости в колене (рис.9.3,в), где также образуются вихревые зоны Б и В. На образование вихрей, естественно, тратится некоторая доля энергии. Эти потери напора в местных сопротивлениях, называемые местными потерями, определяются по формуле (11.1), в которой коэффициент А заменяется коэффициентом x

h_м= xv²/2g,(11.7)

где x– коэффициент местного сопротивления; v – скорость жидкости за местным сопротивлением.