Гидравлика, гидравлический привод и газовая динамика (стр. 27 )

Значения параметра А и для некоторых местных сопротивлений

Устройство	А
Кран пробочный	150	0,4
Вентиль обыкновенный	3000	6
Вентиль угловой	400	0,8
Клапан шаровой	5000	45
Угольник 90о	400	1,4
Угольник 135о	600	0,4
Выход из трубы в бак	30	1
Вход из бака в трубу	30	0,5
Тройник	150	0,3
Задвижка полностью открытая	75	0,15

Таблица П 1.11

Коэффициенты истечения из насадков

П 1.12. Значения коэффициентов местных потерь давления
для наиболее характерных групп элементов

Вход потока в трубу

Потери давления при входе потока в трубу, помимо критерия Рей­нольдса, существенно зависят от конструктивного и технологического офор­мления входа, а также угла a между осью трубы и стенкой (рис. П 1.1).

Рис. П 1.1. Вход потока в трубу

1. Прямой вход при наличии сужения (рис. П 1.1, а) без учета неравномерности профилей скорости:

Коэффициент h определяют по приближенной формуле

Потери давления рассчитывают по скорости V2 в выходном сечении.

2. Прямой вход при наличии коллектора радиусом R и торцевой стенки (рис. П 1.1, б) (Reавт = 104).

R/d	0	0,02	0,08	0,16	0,20
V	0,5	0,36	0,15	0,06	0,03

3. Косой вход в трубу без скругления (рис. П 1.1, в) (Reавт = 104):

4. Прямой вход через конический коллектор (рис. П 1.1, г). При a = 180˚ независимо от отношения h/D, V = 0,5. При a = 40–60˚ V имеет наименьшее значение:

h/D	0,025	0,05	0,075	0,15	0,60
Vmin	0,4	0,3	0,23	0,15	0,11

Изменение площади поперечного сечения потока
без изменения направления течения

Различают внезапные и плавные изменения площадей сечений, характерные примеры которых показаны на рис. П 1.2.

Рис. П 1.2. Изменение площади сечения потока
без изменения направления

1. Внезапное расширение (рис. П 1.2, а). Коэффициент потери дав­ления отнесен к скорости до расширения. Его значение при Re > 104, без учета действительного профиля скорости определяют по формуле

а при Re > 10

2. Плавное расширение в диффузорах (рис. П 1.2, б). Коэффициент потери давления в диффузоре приближенно оценивают в долях от коэффициента при внезапном расширении:

где j1д – коэффициент смягчения “удара”.

У конических диффузоров при угле a > 60˚ j1д = 1, т. е. потери такие же, как и при внезапном расширении. В диапазоне углов от 0˚ до 60˚ значения коэффициента смягчения “удара” берут из таблицы.

aо	10	20	30	40	50
j1д	0,2	0,5	0,7	0,85	0,95

3. Внезапное сужение (рис. П 1.2, в). Коэффициент потери давления отнесен к скорости после сужения. Без учета действительного профиля скоростей формула имеет вид

4. Плавное сужение (конфузор) (рис. П 1.2, г). Коэффициент потери давления в конфузоре приближенно оценивают в долях от коэффициента при внезапном сужении с одинаковым отношением площадей с помощью коэффициента смягчения сужения hс:

.

Для углов сужения конических диффузоров (40–80)˚ hс = 0,1–0,2. Ми­нимальными значениями коэффициента потери давления обладают кони­ческие конфузоры с углом при вершине 15–55˚; для них V2к = 0,04–0,05.

5. Выход потока из трубопровода (рис. П 1.2, д):

где a1 – коэффициент неравномерности кинетической энергии (коэффициент Кориолиса) в трубопроводе.

Изменение направления потока

Изменение направления течения в трубопроводах осуществляется в отводах и коленах (рис. П 1.3).

Рис. П 1.3. Изменение направления течения: а – отвод; б – колено

Колено – крутоизогнутый отвод – может быть составным и снабжено внутри лопатками. Коэффициент потери давления в отводах и коленах, помимо критерия Рейнольдса и шероховатости поверхности, зависит от угла поворота a, а для отводов – от относительного радиуса погиба R/d. В области автомодельности при Re > 2×105 коэффициент потери давления отвода Vотв (рис. П 1.3, а) рассчитывают по формуле

Значения f1(a) и f2(R/d) приведены в таблице.

a, о	40	60	90	120	180	R/d	1	2	4	6	10
f1(a)	0,55	0,75	1,05	1,20	1,40	f2(R/d)	0,32	0,2	0,14	0,11	0,09

Для стандартных отводов постоянного сечения с углом a = 90˚ коэффициент потери давления можно принимать равным:

R/d	1	2	3	4	5
Vотв (гладкие)	0,29	0,23	0,23	0,26	0,29
Vотв (шероховатые)	0,54	0,38	0,34	0,36	0,38

Коэффициент потери давления в простом колене при Re > 2×105 (рис. П 1.3, б) можно принимать равным нижеприведенным значениям в зависимости от угла поворота.

a, о	15	30	45	60	90
Vкол	0,06	0,17	0,32	0,68	1,26

Узлы деления и слияния потоков

В узлах деления потока потери давления распространяются по всем направлениям. Потери давления в магистральном канале при проходе узла называют потерями на проход, в ответвлениях – потерями на ответвление. В ветвях, сходящихся к узлу, средние скорости различны и потери давления могут относиться к любой из них в зависимости от удобства дальнейшего использования. Принятая индексация скоростей, давлений, площадей для тройников при делении и слиянии потоков показана на рис. П 1.4.

Рис. П 1.4. Узлы деления и слияния потоков

Область автомодельности для тройников наступает при Re > 104.

Коэффициент потери давления на проход Vсп, отнесенный к скорости в магистральном канале до деления потока Vс, определяют приближенно по формуле