Местные гидравлические сопротивления

К этим сопротивлениям относятся резкие изменения формы граничных поверхностей потока (расширения, сужения, изгибы, изломы и т.п.). Общей зависимостью для определения потерь напора в местных сопротивлениях служит формула

                                     (8.16)

или

,                                   (8.17)

где  – коэффициент местного сопротивления, зависящий в общем случае от числа Re и конфигурации граничных поверхностей.

Общий характер этой зависимости для нескольких типов местных сопротивлений приведен на рис. 8.8. Эти кривые удовлетворительно описываются формулой вида

,                              (8.18)

где ,  – постоянные, зависящие от геометрической формы местного сопротивления.

Рис. 8.8. Зависимость коэффициента местных сопротивлений

от числа Рейнольдса:  – тройник; Ñ – шаровой клапан;  – угольник 90°;

– разъемный клапан;  – диафрагма (при отношении площади отверстия

к площади трубы 0,05)

В табл. 8.3 приводятся постоянные ,  для нескольких видов местных сопротивлений. Величина  выполняет функцию коэффициента местного сопротивления при весьма больших числах Re (в области квадратичного сопротивления). Значения  отнесены к скоростному напору перед местным сопротивлением.

Таблица 8.3

Значения  и  для некоторых местных сопротивлений

Вид сопротивления
Внезапное расширение трубопровода (выход трубы в большой резервуар	30	1
Кран
пробочный	150	0,4
обыкновенный	3000-5000	2,5-5,0
угловой	400	0,8
Шаровой клапан	5000	45
Угольник:
90°	400	1,4
135°	600	0,4
Колено 90°	130	0,2
Тройник	150	0,3
Задвижка:
	75	0,15
	350	0,2
	1300	2
	3000	20
Диафрагма:
	70	1
	120	7
	500	70
	3200	800

* Через  обозначено отношение площади проходного сечения, открытого задвижкой, или отверстия диафрагмы к площади сечения трубы.

В большинстве случаев местные сопротивления работают при больших числах Re или в условиях квадратичного режима, когда .

При проходе потока из трубы площадью  через диафрагму с площадью отверстия  в трубу площадью  (табл. 8.4) формула для коэффициента сопротивления, отнесенного к скоростному напору за сопротивлением, имеет вид

,                  (8.19)

где  – коэффициент местного сопротивления при входе в диафрагму;  – поправочный коэффициент к потерям на расширение (при больших  допустимо принимать , );  – коэффициент сжатия за диафрагмой, где  – площадь сечения струи за диафрагмой после выхода в трубу с сечением  Он имеет значения:

Формулы для определения коэффициента  приведены в табл. 8.4.

Таблица 8.4