Koeficienti i rezistencës lokale. Përcaktimi i koeficientit të rezistencës lokale në tubacion. Humbjet hidraulike të diafragmës

Llogaritja hidraulike e një tubacioni shtëpiak konvencional kryhet duke përdorur ekuacionin e Bernoulli:

(z 1 + p 1 /ρg + α 1 u 2 1 /2g) - (z 2 + p 2 /ρg + α 2 u 2 2 /2g) = h 1-2 -.

Për llogaritja hidraulike tubacioni, mund të përdorni kalkulatorin e llogaritjes së tubacionit hidraulik.

Në këtë ekuacion, h 1-2 është humbja e presionit (energjisë) për të kapërcyer të gjitha llojet e rezistencës hidraulike, e cila bie për njësinë e peshës së lëngut në lëvizje.

h 1-2 = h t + Σh m.

• h t - humbja e kokës së fërkimit përgjatë gjatësisë së rrjedhës.
• Σh m - humbja totale e presionit në rezistencën lokale.

Ju mund të llogarisni humbjen e kokës së fërkimit përgjatë gjatësisë së rrjedhës duke përdorur formulën Darcy-Weisbach

h t = λ(L/d)(v 2 /2g).

• Ku L- gjatësia e tubacionit.
• d është diametri i seksionit të tubacionit.
• v- shpejtësi mesatare lëvizja e lëngjeve.
• λ është koeficienti i rezistencës hidraulike, i cili në përgjithësi varet nga numri Reynolds (Re=v*d/ν), dhe vrazhdësia ekuivalente relative e tubave (Δ/d).

Vlerat e vrazhdësisë ekuivalente Δ të sipërfaqes së brendshme të tubave lloje të ndryshme dhe llojet janë renditur në tabelën 2. Dhe varësitë e koeficientit të rezistencës hidraulike λ nga numri Re dhe vrazhdësia relative Δ/d janë renditur në tabelën 3.

Në rastin kur mënyra e lëvizjes është laminare, atëherë për tubat nuk ka seksion i rrumbullakët koeficienti i rezistencës hidraulikeλ përcaktohet individualisht për secilën rast individual formulat (Tabela 4).

Nëse rrjedha e turbullt zhvillohet dhe funksionon me një shkallë të mjaftueshme saktësie, atëherë kur të përcaktoni λ mund të përdorni formula për tub i rrumbullakët me diametër d të zëvendësuar me 4 rreze rrjedhjeje hidraulike R g (d=4R g)

R g = w/c.

• ku w është zona e seksionit tërthor "të gjallë" të rrjedhës.
• c- perimetri i tij "i lagur" (perimetri i seksionit "të gjallë" përgjatë kontaktit lëng-ngurtë)

Humbje presioni në rezistenca lokale mund të përcaktohet nga format. Weisbach

h m = ζ v 2 /2g.

• ku ζ është koeficienti i rezistencës lokale, i cili varet nga konfigurimi i rezistencës lokale dhe numri Reynolds.

Në një regjim turbulent të zhvilluar, ζ = konst, i cili na lejon të prezantojmë konceptin e gjatësisë ekuivalente të rezistencës lokale në llogaritjet L eq. ato. një gjatësi e tillë e një tubacioni të drejtë për të cilin h t = h m në këtë rast Humbjet e presionit në rezistencat lokale merren parasysh duke shtuar shumën e gjatësive të tyre ekuivalente me gjatësinë aktuale të tubacionit

L pr =L + L baraz.

• ku L pr është gjatësia e reduktuar e tubacionit.

Varësia e humbjes së presionit h 1-2 nga rrjedha quhet karakteristikat e tubacionit.

Në rastet kur lëvizja e lëngut në tubacion siguron pompë centrifugale, më pas për të përcaktuar shkallën e rrjedhës në sistemin pompë-tubacioni, ndërtohet një karakteristikë e tubacionit h =h(Q) duke marrë parasysh ndryshimin në lartësi ∆z (h 1-2 + ∆z në z 1< z 2 и h 1-2 - ∆z при z 1 >z 2) mbivendosur në karakteristikën e presionit të pompës H=H(Q), e cila është dhënë në fletën e të dhënave të pompës (shih figurën). Pika e kryqëzimit të kthesave të tilla tregon maksimumin konsumi i mundshëm në sistem.

Gama e tubave.

O.D dn, mm	Diametri i brendshëm d in, mm	Trashësia e murit d. mm	Diametri i jashtëm dn, mm	Diametri i brendshëm d int, mm	Trashësia e murit d, mm
1. Tuba çeliku pa tegel qëllimi i përgjithshëm			3. Tuba tubash
			A. E qetë
2. Tuba të naftës dhe gazit			B. Tuba me skaje të prishura

Vlerat e koeficientëve ekuivalent të vrazhdësisë ∆ për gypat e bërë nga materiale të ndryshme.

Grupi	Materialet, lloji dhe gjendja e tubit	∆*10 -2 . mm
1. Tuba të shtypur ose të tërhequr	Tuba të shtypur ose të tërhequr (qelqi, plumbi, bronzi, bakri, zinku, kallaji, alumini, nikeli, etj.)
2. Tuba çeliku	Tuba çeliku pa tegel cilësi të lartë prodhimit
	Tuba çeliku të rinj dhe të pastër
	Tuba çeliku rezistente ndaj korrozionit
	Tuba çeliku që i nënshtrohen korrozionit
	Tubat e çelikut janë shumë të ndryshkur
	Tuba çeliku të pastruar
3. Tuba prej gize	E zezë e re tuba prej gize
	Tuba të zakonshëm prej gize të ujit, të përdorura
	Tuba të vjetër prej gize të ndryshkur
	Shumë e vjetër, e ashpër. tuba prej gize të ndryshkur me depozitime
4. Tuba prej betoni, guri dhe asbest çimentoje	Tuba të rinj asbest çimentoje
	Tuba prej çimentoje të pastër të punuar me shumë kujdes
	Tuba betoni të pastër të zakonshëm

Varësia e koeficientit të rezistencës hidraulike nga numri Reynolds dhe vrazhdësia ekuivalente e tubit.

Modaliteti (zona)			Koeficienti i rezistencës hidraulike l
Laminar		Recr(Re cr »2320)	64/Re (forma e Stokes)
Turbulente:
	Zona e kalimit nga lëvizja turbulente në laminare		2.7/Re 0. 53 (forma Frenkel)
	Zononi në mënyrë hidraulike tuba të lëmuar	Rekr< Re<10 d/D	0,3164/Re 0,25 (forma Blasius) 1/(1.8 log Re - 1.5) 2 (formula Konakov në Re<3*10 6)
	Zonë e fërkimit të përzier ose tuba të ashpër hidraulik		0,11 (68/Re + D/d) 0,25 (forma Altschul)
	Zona e rezistencës kuadratike (fërkim plotësisht i ashpër)		1/(1.14 + 2lg(d/D)) 2 (forma Nikuradze) 0,11 (D/d) 0,25 (forma Shifrinson)

• Δ është vrazhdësia absolute e tubit.
• d. r - diametri. rrezja e tubit. përkatësisht.
• ∆/d është vrazhdësia relative e tubit.

Formulat bazë për rrjedhjen laminare në tuba.

Forma tërthore	Rrezja hidraulike. Rg	Numri Reynolds Re	Koeficienti i rezistencës hidraulike	Humbje koke. h
				128νQL/πgD 4 .
			64/Re*(1 - d/D)2/(1 + (d/D)2 + (1 - (d/D)2)/ln(d/D))	128νQL/πg(D 4 - d 4 + (D 2 - d 2) 2 /ln(d/D)).
				320νQL/ga 4 √3
		4vab/((a + b)ν)	64/Re*8(a/b)/((1 + a/b) 2 K)	4νQL/a 2 b 2 gK. Koeficienti K përcaktohet në varësi të raportit a/b (shih tabelën)

Koeficientët e disa rezistencave lokale z.

Lloji i rezistencës lokale	Skema	Koeficienti i rezistencës lokale z
Zgjerim i papritur		(1 - S 1 /S 2) 2, S 1 = πd 2 /4, S 2 = πD 2 /4.
Dalja nga tubi në rezervuar madhësive të mëdha
Zgjerim gradual (difuzor)		Nëse a<8 0 . 0,15 - 0,2 ((1 - (S 1 /S 2) 2) Nëse 8 0 0. sin α (1 - S 1 /S 2) 2 Nëse a> 30 0 (1 - S 1 / S 2) 2
Hyrja e tubit:	Me tehe të mprehta
	Me buzë të rrumbullakosura

Të gjitha humbjet e energjisë hidraulike ndahen në dy lloje: humbjet e fërkimit përgjatë gjatësisë së tubacioneve (diskutuar në pikat 4.3 dhe 4.4) dhe humbjet lokale të shkaktuara nga elementë të tillë të tubacionit në të cilat, për shkak të ndryshimeve në madhësinë ose konfigurimin e kanalit, një ndryshim në shpejtësinë e rrjedhës ndodh, ndarja e rrjedhës nga kanalet e mureve dhe shfaqja e formimit të vorbullës.

Rezistenca hidraulike më e thjeshtë lokale mund të ndahet në zgjerime, tkurrje dhe kthesa të kanalit, secila prej të cilave mund të jetë e papritur ose graduale. Rastet më komplekse të rezistencës lokale janë komponimet ose kombinimet e rezistencave më të thjeshta të listuara.

Le të shqyrtojmë rezistencat më të thjeshta lokale në një regjim rrjedhjeje të turbullt në një tub.

1. Zgjerimi i papritur i kanalit. Humbja e presionit (energjisë) gjatë një zgjerimi të papritur të kanalit shpenzohet në formimin e vorbullës që shoqërohet me ndarjen e rrjedhës nga muret, d.m.th. për të ruajtur lëvizjen e vazhdueshme rrotulluese të masave të lëngshme me rinovimin e tyre të vazhdueshëm.

Oriz. 4.9. Zgjerimi i papritur i tubit

Me një zgjerim të papritur të kanalit (tubit) (Fig. 4.9), rrjedha shkëputet nga këndi dhe zgjerohet jo papritur, si një kanal, por gradualisht, dhe në hapësirën unazore midis rrjedhës dhe murit të tubit formohen vorbulla. , të cilat janë shkaktarë të humbjeve të energjisë. Le të shqyrtojmë dy seksione të rrjedhës: 1-1 - në rrafshin e zgjerimit të tubit dhe 2-2 - në vendin ku rrjedha, pasi u zgjerua, mbushi të gjithë seksionin kryq të tubit të gjerë. Meqenëse rrjedha midis seksioneve në shqyrtim zgjerohet, shpejtësia e saj zvogëlohet dhe presioni rritet. Prandaj, piezometri i dytë tregon lartësinë me Δ H më i madh se i pari; por nëse humbja e kokës në ky vend nuk ishte, atëherë piezometri i dytë do të tregonte një lartësi më të madhe nga një tjetër h ext. Kjo lartësi është humbja lokale e presionit të zgjerimit, e cila përcaktohet nga formula:

Ku S1, S2- sipërfaqja e prerjes tërthore 1-1 Dhe 2-2 .

Kjo shprehje është pasojë Teoremat e Bordës, i cili thotë se humbja e presionit gjatë një zgjerimi të papritur të kanalit është e barabartë me presionin e shpejtësisë të përcaktuar nga diferenca e shpejtësisë

Shprehje (1 - S 1 /S 2) 2 është caktuar Letra grekeζ (zeta) dhe quhet faktori i humbjes, pra

2. Zgjerimi gradual i kanalit. Tubi që zgjerohet gradualisht quhet difuzor (Fig. 4.10). Rrjedha e shpejtësisë në difuzor shoqërohet me zvogëlimin dhe rritjen e presionit të tij dhe, rrjedhimisht, shndërrimin e energjisë kinetike të lëngut në energji presioni. Në difuzor, si dhe gjatë një zgjerimi të papritur të kanalit, rrjedha kryesore ndahet nga muri dhe ndodh formimi i vorbullës. Intensiteti i këtyre dukurive rritet me rritjen e këndit të zgjerimit të difuzorit α.

Oriz. 4.10. Zgjerimi gradual i tubit

Përveç kësaj, difuzori ka gjithashtu humbjet e zakonshme të gjembave, tema të ngjashme që ndodhin në tuba prerje tërthore konstante. Humbja totale e presionit në difuzor konsiderohet si shuma e dy termave:

Ku h tr Dhe h ext- humbja e presionit për shkak të fërkimit dhe zgjerimit (formimi i vorbullës).

ku n = S 2 /S 1 = (r 2 /r 1) 2 - shkalla e zgjerimit të difuzorit. Humbja e presionit të zgjerimit h ext ka të njëjtën natyrë si gjatë një zgjerimi të papritur të kanalit

Ku k- koeficienti i zbutjes, në α= 5…20°, k= sinα.

Duke marrë parasysh këtë, humbja totale e presionit mund të rishkruhet si:

nga ku koeficienti i rezistencës së difuzorit mund të shprehet me formulën

Oriz. 4.11. Varësia e z ndryshimit nga këndi

Funksioni ζ = f(α) ka një minimum në një vlerë optimale më të mirë të këndit α, vlera optimale e të cilit përcaktohet nga shprehja e mëposhtme:

Kur zëvendësohet λ në këtë formulë T=0,015…0,025 dhe n= 2…4 marrim α me shumicë= 6 (Fig. 4.11).

3. Ngushtim i papritur i kanalit. Në këtë rast, humbja e presionit shkaktohet nga fërkimi i rrjedhës në hyrje të tubit më të ngushtë dhe humbjet për shkak të formimit të vorbullës, të cilat formohen në hapësirën unazore rreth pjesës së ngushtuar të rrjedhës (Fig. 4.12).

Oriz. 4.12. Ngushtim i papritur i tubit

4.13. I hutuar

Humbja totale e presionit përcaktohet nga formula;

ku koeficienti i rezistencës së ngushtimit përcaktohet nga formula gjysmëempirike e I.E. Idelchika:

në të cilën n = S 1 /S 2- shkalla e ngushtimit.

Kur një tub del nga një rezervuar i madh, kur mund të supozohet se S2/S1= 0, dhe gjithashtu në mungesë të rrumbullakimit të këndit të hyrjes, koeficienti i rezistencës ζ ngushtimi = 0,5.

4. Ngushtimi gradual i kanalit. Kjo rezistencë lokale është një tub konvergjent i quajtur një konfuz(Fig. 4.13). Rrjedha e lëngut në konfuzues shoqërohet me një rritje të shpejtësisë dhe një rënie të presionit. Në konfuzion ka vetëm humbje fërkimi

ku koeficienti i rezistencës së ngatërruesit përcaktohet nga formula

në të cilën n = S 1 /S 2- shkalla e ngushtimit.

Një formim i lehtë vorbull dhe ndarja e rrjedhës nga muri me ngjeshje të njëkohshme të rrjedhës ndodh vetëm në dalje nga konfuzioni në kryqëzimin e tubit konik me atë cilindrik. Duke rrumbullakosur këndin e hyrjes, mund të reduktoni ndjeshëm humbjen e presionit në hyrje të tubit. Quhet një konfuzues me pjesët cilindrike dhe konike të çiftëzimit pa probleme grykë(Fig. 4.14).

Oriz. 4.14. Grykë

5. Kthim i papritur i tubit (bërryl). Ky lloj rezistenca lokale (Fig. 4.15) shkakton humbje të konsiderueshme të energjisë, sepse në të ndodh ndarja e rrjedhës dhe formimi i vorbullës dhe sa më i madh të jetë këndi δ, aq më të mëdha janë humbjet. Humbja e presionit llogaritet duke përdorur formulën

ku ζ numëroj- koeficienti i rezistencës së një kthese rrethore, i cili përcaktohet nga një grafik në varësi të këndit të kthesës δ (Fig. 4.16).

6. Rrotullimi gradual i tubit (bërryl i rrumbullakosur ose përkulje). Lehtësia e kthesës zvogëlon ndjeshëm intensitetin e formimit të vorbullës, dhe rrjedhimisht rezistencën e daljes në krahasim me bërrylin. Kjo rënie është më e madhe, aq më e madhe është rrezja relative e lakimit të kthesës R/d Fig.4.17). Koeficienti i rezistencës së degës ζ otv varet nga qëndrimi R/d, këndi δ, si dhe forma e prerjes tërthore të tubit.

Për kthesat e rrumbullakëta me kënd δ= 90 dhe R/d 1 në rrjedhën e turbullt, mund të përdorni formulën empirike:

Për këndet δ 70° koeficienti i tërheqjes

dhe në δ 100°

Humbja e presionit në gju përcaktohet si

Të gjitha sa më sipër vlejnë për lëvizjen e turbullt të lëngut. Me rrjedhën laminare, rezistenca lokale luajnë një rol të vogël në përcaktimin e rezistencës së përgjithshme të tubacionit. Për më tepër, ligji i rezistencës në modalitetin laminar është më kompleks dhe është studiuar në një masë më të vogël.

PËRKUFIZIM

Rezistenca hidraulike janë humbjet e energjisë specifike kur ajo shndërrohet në nxehtësi në zonat e sistemeve hidraulike që shkaktohen nga fërkimi viskoz.

Këto humbje ndahen në:

• humbjet që ndodhin kur një lëng viskoz rrjedh në mënyrë uniforme përmes një tubi të drejtë që ka një seksion kryq konstant. Këto janë të ashtuquajturat humbje të fërkimit përgjatë gjatësisë, të cilat janë proporcionale me gjatësinë e tubit. Rezistenca e gjatësisë shkaktohet nga forcat viskoze të fërkimit;
• humbjet që krijohen nga rezistenca hidraulike lokale, për shembull, ndryshimet në formën dhe/ose madhësinë e kanalit, të cilat ndryshojnë rrjedhën. Këto humbje quhen lokale. Rezistenca lokale shpjegohet nga ndryshimet në shpejtësinë e rrjedhës në madhësi dhe drejtim.

Humbjet hidraulike maten në njësi gjatësi kur flasim për humbjen e kokës () ose në njësi presioni ().

Koeficienti Darcy për rrjedhjen e lëngut laminar

Nëse lëngu rrjedh në mënyrë uniforme nëpër tub, atëherë humbja e presionit përgjatë gjatësisë () gjendet duke përdorur formulën Darcy-Weisbach. Kjo formulë është e vlefshme për tubat e rrumbullakët.

ku është koeficienti i rezistencës hidraulike (koeficienti Darcy), është nxitimi i rënies së lirë, d është diametri i tubit. Koeficienti i rezistencës hidraulike () është një vlerë pa dimension. Ky koeficient lidhet me numrin Reynolds. Pra, për një tub në formën e një cilindri të rrumbullakët, koeficienti i rezistencës hidraulike konsiderohet i barabartë me:

Në rrjedhën laminare, formula përdoret për të gjetur fërkimin hidraulik në Re2300:

Për tubat, seksioni kryq i të cilëve ndryshon nga rrethi, koeficienti i fërkimit hidraulik merret i barabartë me:

ku A=57, nëse prerja tërthore e kanalit është katror. Të gjitha formulat e mësipërme janë të vlefshme për rrjedhjen laminare të lëngut.

Koeficienti i rezistencës hidraulike në rrjedhën e turbullt

Nëse rrjedha është e turbullt, atëherë nuk ka shprehje analitike për koeficientin e tërheqjes. Për një lëvizje të tillë të lëngut, koeficienti i tërheqjes në funksion të numrit Reynolds merret në mënyrë empirike. Për një tub të rrumbullakët cilindrik të lëmuar, koeficienti në shqyrtim llogaritet duke përdorur formulën Blausius:

Gjatë lëvizjes së lëngut turbulent, koeficienti i fërkimit hidraulik varet nga natyra e lëvizjes (numri Reynolds) dhe nga cilësia (lëmësia) e mureve të tubit. Vrazhdësia e tubave vlerësohet duke përdorur një parametër të caktuar të quajtur vrazhdësi absolute ().

Rezistenca lokale

Rezistencat lokale shkaktojnë ndryshime në modulin dhe drejtimin e shpejtësisë së lëngut në zona të veçanta tuba, dhe kjo shoqërohet me humbje shtesë të presionit.

Koeficienti i rezistencës lokale është një sasi fizike pa dimension, shpesh e shënuar si , e barabartë me raportin e humbjes së presionit në rezistencën lokale në shqyrtim () me presionin e shpejtësisë ():

Vlera përcaktohet në mënyrë eksperimentale.

Nëse shpejtësia e rrjedhjes së lëngut në të gjithë seksionin është konstante dhe e barabartë me , atëherë koeficienti i rezistencës lokale mund të përcaktohet si:

ku është energjia e frenimit për njësi vëllimi të rrjedhës në raport me tubin.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

SHEMBULL 2

Ushtrimi	Cili do të jetë koeficienti i rezistencës hidraulike gjatë rrjedhës së turbullt të ujit në një tub cilindrik të lëmuar, nëse diametri i brendshëm i tubit është 12 mm, rrjedha e ujit . Temperatura e ujit 40 o C.
Zgjidhje	Le të gjejmë shpejtësinë e rrjedhjes së lëngut në tub si: Le të llogarisim shpejtësinë:

Siç tregojnë vëzhgimet, rrjedha që lë një tub të ngushtë ndahet nga muret dhe më pas lëviz në formën e një rryme, e ndarë nga pjesa tjetër e lëngut nga ndërfaqja (shih Fig. 4.14). Vorbullat lindin në ndërfaqe, të cilat shkëputen dhe transportohen më tej nga rrjedha e tranzitit. Transferimi i masës ndodh midis rrjedhës së tranzitit dhe zonës së vorbullës, por është i parëndësishëm. Avioni gradualisht zgjerohet dhe, në një distancë të caktuar nga fillimi i zgjerimit, mbush të gjithë seksionin kryq të tubit. Për shkak të ndarjes së rrjedhës dhe formimit të vorbullës së lidhur, vërehen humbje të konsiderueshme të presionit në pjesën e tubit.

Zgjerimi gradual.

Nëse zgjerimi ndodh gradualisht (shih Fig. 4.15), atëherë humbjet e presionit reduktohen ndjeshëm. Ndërsa lëngu rrjedh në difuzor, shpejtësia e rrjedhës zvogëlohet gradualisht, energjia kinetike e grimcave zvogëlohet, por gradienti i presionit rritet. Në vlera të caktuara të këndit të zgjerimit α, grimcat pranë murit nuk mund të kapërcejnë presionin në rritje dhe të ndalojnë. Ndërsa këndi rritet më tej, grimcat e lëngshme mund të lëvizin kundër rrjedhës kryesore, si në një zgjerim të papritur. Rrjedha kryesore ndahet nga muret dhe ndodh formimi i vorbullës. Intensiteti i këtyre dukurive rritet me rritjen e këndit α dhe shkallës së zgjerimit.

Tkurrje e papritur.

Me një ngushtim të papritur të rrjedhës (shih Fig. 4.16), zonat e vorbullës formohen gjithashtu si rezultat i ndarjes nga muret e rrjedhës kryesore, por ato janë shumë më të vogla sesa me një zgjerim të mprehtë të tubit, dhe për këtë arsye presioni. humbja është shumë më e vogël. Koeficienti i rezistencës lokale ndaj një ngushtimi të papritur të rrjedhës mund të përcaktohet nga formula

Ngushtim gradual (ngatërrues).

Sasia e rezistencës së ngatërruesit do të varet nga këndi i konit të konfuzuesit θ. Koeficienti i rezistencës mund të përcaktohet me formulë

Rrotullimi i tubit (bërrylit).

Si rezultat i lakimit të rrjedhës, presioni në anën konkave të sipërfaqes së brendshme të tubit është më i madh se në anën konveks. Në këtë drejtim, lëngu lëviz me shpejtësi të ndryshme, gjë që kontribuon në ndarjen nga muret e shtresës kufitare dhe humbjet e presionit (shih Fig. 4.17). Madhësia e koeficientit të rezistencës lokale varet nga këndi i rrotullimit θ, rrezja e rrotullimit R, forma tërthore dhe jepen në libra referues. Për një seksion tubi të rrumbullakët në θ= 90º. koeficienti i rezistencës mund të përcaktohet me formulë

Në shumë raste, mund të supozohet përafërsisht se humbjet e energjisë kur lëngu rrjedh nëpër një element të një sistemi hidraulik janë proporcionale me katrorin e shpejtësisë së lëngut. Për këtë arsye, është e përshtatshme të karakterizohet rezistenca me një sasi pa dimension ζ, e cila quhet faktori i humbjes ose koeficienti i rezistencës lokale dhe është ajo

22. Zgjerimi dhe tkurrja e papritur e rrjedhës (teorema e Bordit).

Me një zgjerim të papritur të rrjedhës në tub nga seksioni 1 tek seksioni 2 lëngu nuk rrjedh përgjatë gjithë konturit të mureve, por lëviz përgjatë vijave të lëmuara të rrymës. Pranë mureve, ku diametri i tubit rritet papritur, formohet një hapësirë ​​në të cilën lëngu është në lëvizje rrotulluese intensive. Me një përzierje kaq intensive, ndodh fërkimi shumë aktiv i lëngut kundër mureve të ngurta të tubit dhe kanalit kryesor të rrjedhës, si dhe fërkimi brenda rrjedhave rrotulluese, duke rezultuar në humbje të konsiderueshme të energjisë. Për më tepër, një pjesë e energjisë së lëngut shpenzohet në kalimin fazor të grimcave të lëngut nga rrjedha kryesore në ato rrotulluese dhe anasjelltas. Figura tregon se leximet e piezometrit në pjesën e dytë janë më të mëdha se në të parën. Atëherë lind pyetja, për çfarë lloj humbjesh bëhet fjalë? Fakti është se leximet e piezometrit varen jo vetëm nga humbjet e energjisë, por edhe nga vlera e presionit. Dhe presioni në seksionin e dytë bëhet më i madh për shkak të një rënie në presionin e shpejtësisë për shkak të zgjerimit të rrjedhës dhe një rënie të shpejtësisë. Në këtë rast, duhet të merret parasysh se nëse nuk do të kishte humbje presioni për shkak të rezistencës lokale, atëherë lartësia e lëngut në piezometrin e dytë do të ishte edhe më e madhe.

Duke e quajtur ndryshimin shpejtësia e humbur, mund të themi se humbja e kokës gjatë zgjerimit të papritur është e barabartë me kokën e shpejtësisë të llogaritur nga shpejtësia e humbur. Kjo deklaratë quhet Teorema Borda-Carnot .

23. . Përkufizimi rezistenca lokale .

Pajisje tubash- një pajisje e instaluar në tubacione, njësi, anije dhe e destinuar për kontrollin (fikjen, shpërndarjen, rregullimin, shkarkimin, përzierjen, ndarjen fazore) të rrjedhave të mediave të punës (të lëngshme, të gazta, gaz-lëng, pluhur, pezullim, etj.) nga ndryshimi i zonës së seksioneve të kalimit.

Sipas zonës së aplikimit

· Ujë me avull;

· Gaz;

· Vaj;

· Energjia;

· Kimike;

· Anije;

· Rezervuari.

Rezistenca hidraulike lokale janë çdo zonë e sistemit hidraulik ku ka kthesa, pengesa në rrjedhën e lëngut punues, zgjerim ose tkurrje që shkaktojnë një ndryshim të menjëhershëm të formës së rrjedhës, shpejtësisë ose drejtimit të lëvizjes së tij. Në këto vende presioni humbet intensivisht. Shembuj të rezistencës lokale mund të jenë lakimi i boshtit të tubacionit, ndryshimet në seksionet e rrjedhës së çdo pajisje hidraulike, nyjet e tubacionit, etj. Humbjet e presionit në rezistenca lokale përcaktohen nga Formula Weisbach:

;

ku është koeficienti i rezistencës lokale.

Koeficienti i rezistencës lokale varet nga dimensionet specifike gjeometrike të rezistencës lokale dhe forma e saj. Për shkak të kompleksitetit të proceseve që ndodhin kur lëngu lëviz përmes rezistencës lokale, në shumicën e rasteve duhet të përcaktohet në bazë të të dhënave eksperimentale.

Sidoqoftë, në disa raste, vlerat e koeficientëve të rezistencës lokale mund të përcaktohen në mënyrë analitike.

Nga përkufizimi i koeficientit është e qartë se ai merr parasysh të gjitha llojet e humbjeve të energjisë të rrjedhës së lëngut në zonën e rezistencës lokale. Kuptimi i tij fizik është se tregon përqindjen e presionit të shpejtësisë së shpenzuar për tejkalimin e një rezistence të caktuar.

Koeficientët e rezistencave të ndryshme mund të gjenden në librat e referencës hidraulike. Në rast se rezistencat lokale ndodhen në një distancë më të vogël (25h50)d nga njëri-tjetri (është diametri i tubacionit që lidh rezistencat lokale), ka shumë të ngjarë që ato të ndikojnë reciprokisht në njëra-tjetrën dhe koeficientët e tyre aktualë të rezistencave lokale do të ndryshojnë nga ato të tabelës. Rezistenca të tilla duhet të konsiderohen si një rezistencë e vetme komplekse, koeficienti i së cilës përcaktohet vetëm eksperimentalisht. Duhet të theksohet se për shkak të ndikimit të ndërsjellë të rezistencave lokale të vendosura afër njëra-tjetrës në rrjedhë, në shumë raste humbja totale e presionit nuk është e barabartë me shumën e thjeshtë të humbjeve të presionit në secilën prej këtyre rezistencave.

Leksioni i 7-të.

7. REZISTENCA HIDRAULIKE LOKALE

9.7.Rrotullimi i tubit

9.8. Koeficientët e rezistencës lokale.

9.1. Informacione të përgjithshme rreth rezistencave lokale

Rezistencat lokale janë seksione të tubacioneve ku deformimi i rrjedhës ndodh për shkak të ndryshimeve në madhësinë ose drejtimin e lëvizjes së lëngut.

Deformimi shkakton rezistencë shtesë, e cila shkaktohet nga formimi i vorbullës. Puna e shpenzuar për tejkalimin e rezistencës shndërrohet në energji termike.

Rezistencat lokale përfshijnë: zgjerimin dhe tkurrjen e papritur, "gju" - kthim në një kënd të caktuar, degëzim.

Strukturisht, këto mund të jenë: zgjerime dhe kontraktime në tubacion, shpërndarës hidraulikë, valvola, valvola.

Humbjet e energjisë për njësi të peshës së rrjedhës së lëngut përcaktohen me formulën (Weisbach-Darcy):

ku V është shpejtësia mesatare e rrjedhës në seksionin S, ζ - koeficienti pa dimension i rezistencës lokale, në varësi të numrit Reynolds, formës së rezistencës lokale, vrazhdësisë së sipërfaqeve të saj dhe shkallës së hapjes së pajisjes mbyllëse.

Humbja e energjisë specifike në rezistencën lokale karakterizohet nga koeficienti ζ - zeta, i cili përcaktohet në fraksione të energjisë kinetike specifike (presioni i shpejtësisë):

Seksionet kryq të tubacioneve përpara dhe pas rezistencës lokale mund të jenë të ndryshme. Humbjet specifike të energjisë mund të llogariten përmes kokës së shpejtësisë, si para dhe pas rezistencës lokale. Prandaj, koeficienti ζm mund t'i atribuohet ndonjë prej këtyre presioneve të shpejtësisë, por do të ketë vlera të ndryshme, në përpjesëtim të zhdrejtë me presionet e shpejtësisë. Është më e përshtatshme të merret shpejtësia më e madhe si shpejtësia e projektimit, d.m.th. ai që i përgjigjet diametrit më të vogël të tubit.

Nga një krahasim i formulave për përcaktimin e humbjeve përgjatë gjatësisë dhe në rezistenca lokale rezulton se koeficienti ζ ekuivalente λ*( l/ d) . Prandaj, humbjet e energjisë në rezistencën lokale mund të konsiderohen si humbje mbi një gjatësi ekuivalente le tubacion i drejtë, duke përcaktuar gjatësinë ekuivalente duke përdorur formulën

Duke përdorur gjatësinë ekuivalente, është e mundur të krahasohet humbja specifike e energjisë në rezistencën lokale me humbjen e fërkimit përgjatë gjatësisë.

Rezistenca lokale ndikon në flukset hyrëse dhe dalëse. Çrregullimi i rrjedhës fillon para tij dhe përfundon pas tij në një distancë të konsiderueshme.

Ndikimi i ndërsjellë i rezistencave lokale të lidhura manifestohet në faktin se shuma e koeficientëve të rezistencave lokale të vendosura afër mund të jetë më e vogël se shuma aritmetike e koeficientëve individualë. Gjatë kryerjes së llogaritjeve kjo nuk merret parasysh dhe shtohen koeficientët.

Koeficientët e rezistencës gjenden nga tabelat empirike për rezistencat lloje të ndryshme dhe struktura, ose me llogaritje duke përdorur varësi analitike. Tabelat tregojnë vlerat mesatare të koeficientëve. Nëse humbjet e presionit ndryshojnë nga ato të llogaritura, duhet të kryhen eksperimente për të përcaktuar koeficientët e rezistencës.

Për lëvizjen laminare dhe numrat e ulët Reynolds Re

Në këtë rast, ndodh vetëngjashmëria laminare dhe humbja e presionit është proporcionale me shpejtësinë në fuqinë e parë.

Në kushte të trazuara të drejtimit dhe numra të mëdhenj Re >> 2300 ÷10 5 forcat inerciale dominojnë në rrjedhën mbi forcat viskoze të fërkimit, koeficientët e rezistencës lokale janë praktikisht të pavarur nga Re:

Në këtë rast, ndodh vetëngjashmëria e turbullt dhe humbja e presionit është proporcionale me katrorin e shpejtësisë.

Koncepti i vetëngjashmërisë i referohet fushës së modelimit hidrodinamik dhe nënkupton krahasueshmërinë e koeficientëve të rezistencës së rezistencës lokale ose humbjeve të fërkimit në një tub kur studiohet në një model dhe in situ, duke iu nënshtruar numrave Reynolds.

Vetëngjashmëria ndodh nëse sigurohet marrëdhënia midis viskozitetit të lëngut, dimensioneve gjeometrike të rrjedhave, për shembull, diametrave dhe parametrave kinematikë, për shembull, shpejtësive në model dhe in situ.

9.2. Zgjerimi i papritur i tubacionit

Me një zgjerim të papritur të tubit (Fig. 9.1), rrjedha nuk zgjerohet menjëherë në një diametër më të madh, lëngu del nga pjesa më e vogël S 1 (shënuar 3 -4) në formën e një rryme. Avioni ndahet nga lëngu rreth tij nga një ndërfaqe.

Ndërfaqja është e paqëndrueshme dhe vorbullat formohen në hapësirën unazore midis rrjedhës dhe murit të tubit. Avioni gradualisht zgjerohet dhe në një distancë l që nga fillimi i zgjerimit mbush të gjithë seksionin S 2 (i caktuar 2-2).

Në hapësirën midis avionit dhe mureve, lëngu është në një zonë të ndenjur për shkak të fërkimit, lëngu në këtë zonë tërhiqet në një lëvizje vorbullash, e cila zbehet ndërsa i afrohet mureve. Lëngu nga kjo zonë tërhiqet në rrymën qendrore dhe lëngu nga rryma hyn në zonën e vorbullës. Humbja e energjisë ndodh për shkak të ndarjes së rrjedhës dhe formimit të vorbullës.

Le të tregojmë presionin, shpejtësinë dhe zonën e rrjedhës në seksionin 1-1: P 1 , V 1 , S 1 , dhe në seksionin 2 – 2: R 2 , V 2 , S 2 .

.

Le të bëjmë supozimet e mëposhtme:

1) presioni hidrostatik shpërndahet në seksione sipas ligjit të hidrostatikës: .

2) shpërndarja e shpejtësive në seksione korrespondon me një mënyrë lëvizjeje të turbullt α 1 =α 2 =1 .

3) Ne nuk marrim parasysh fërkimin e lëngut kundër mureve në seksionin 1-2, për shkak të gjatësisë së tij të shkurtër, marrim parasysh vetëm humbjet e zgjerimit;

4) lëvizja e lëngut është e qëndrueshme, në kuptimin që presioni i daljes është konstant dhe shpejtësitë mesatare në seksionet S 1 dhe S 2 kanë një vlerë të caktuar dhe nuk ndryshojnë.

Le të shkruajmë ekuacionin e Bernoulli për seksionet 1 - 1 dhe 2 - 2, duke marrë parasysh humbjet e presionit për shkak të zgjerimit h v.r. . Le të shprehim humbjet e zgjerimit

Le të përcaktojmë vlerën humbje për shkak të zgjerimit të papritur h v.r. teorema mbi ndryshimin e momentit.

Kjo teoremë është formuluar në një mënyrë të njohur: "ndryshimi në momentin e një trupi për njësi të kohës është i barabartë me forcën që vepron në trup".

δ q - rritja e momentit të vëllimit të lëngut "1-1-2-2" në projeksionin në boshtin e rrjedhës është i barabartë me projeksionin në të njëjtin bosht të momentit të forcave të jashtme që veprojnë në këtë vëllim.

Gjatë kohës δ t vëllimi "3-4-2-2", i përbërë nga rrjedha elementare, do të zhvendoset në pozicionin: 3"-4" -2"-2". Do të ketë një ndryshim në vrullin e lëngut që përmbahet në vëllimin "1-1-2-2".

Lëngu në zonën e ndenjur nuk merr pjesë në lëvizjen kryesore, prandaj rritja e sasisë së lëvizjes në vëllim është "1-1-2-2" me kalimin e kohës. δt do të jetë e barabartë me diferencën në sasitë e lëvizjes në vëllimet: 3-4-3"-4" dhe 2-2 -2"-2". Brendshme vëllimi do të zvogëlohet gjatë zbritjes.

Përcaktimi i shpejtësive ju 1 Dhe ju 2 në seksionet e gjalla të rrjedhave elementare δ s 1 , δ s 2 , ne mund të shkruajmë rritjen e momentit të masave elementare në rrjedhat:

duke kaluar në diferencial dhe duke u integruar mbi zona, marrim

.

Këto integrale japin vrullin e masave të lëngjeve që rrjedhin nëpër seksionet e gjalla S 1 dhe S 2 për njësi të kohës. Ato mund të gjenden nga mesi V 1 Dhe V 2 shpejtësitë në këto seksione:

marrim rritjen e momentit të rrjedhës gjatë zgjerimit me kalimin e kohës dt

.

Forcat e jashtme që veprojnë në vëllimin në shqyrtim:

Graviteti G = ρ S 2 l, Ku l – gjatësia e vëllimit në shqyrtim 1-1-2-2;

Forcat e presionit të lëngut në sipërfaqen e prerjes tërthore 1-1 - S 1, duke pasur parasysh se presioni P 1 vepron në të gjithë zonën 1-1 - S 1, pasi reagimi i murit të tubit vepron në zonën unazore. "1-3 dhe 4-1", dhe presioni P2 vepron në sipërfaqen e seksionit 2-2 - S 2.

Meqenëse presionet në seksione veprojnë sipas ligjit hidrostatik, për të përcaktuar forcat në muret e sheshta është e nevojshme të shumëzohen presionet në qendrën e gravitetit të zonave S 1 dhe S 2 me vlerën e tyre. Për projeksionin e impulsit marrim

Rritja e momentit do të jetë e barabartë me impulsin

Duke përdorur ekuacionin e vazhdimësisë V 1 S 1 = V 2 S 2 dhe vlera e sinusit Siνα = ( z 2 - z 1)/ l dhe duke reduktuar me ρgS 2 marrim

(9.4)

Zëvendësimi në një shprehje për hv.r. marrim

Humbja e presionit gjatë zgjerimit të papritur është e barabartë me presionin e shpejtësisë të përcaktuar nga ndryshimi i shpejtësisë për një mënyrë lëvizjeje të turbullt.

Kjo formulë quhet formula e Bordës për nder të shkencëtarit francez që e nxori atë në 1766.

Formula konfirmohet mirë në kushtet e rrjedhës së turbullt dhe përdoret në llogaritjet. Fenomeni i rezistencës së papritur të zgjerimit përdoret në projektimin e vulave të labirintit.

Le të përcaktojmë koeficientët e tërheqjes në lidhje me shpejtësitë në seksionet e ngushta S2 dhe të gjera S1. Ekuacioni i vazhdimësisë

1. Lidhur me shpejtësinë V 1 në një seksion të ngushtë S 1:

2. Lidhur me shpejtësinë V 2 në një seksion të gjerë S 2:

9.3. Humbja e energjisë kur e lini tubin në rezervuar.

Kur sipërfaqja e rezervuarit është S 2 , është e madhe në krahasim me sipërfaqen e tubacionit S 1, S 2 / S 1 →∞ është e madhe, dhe shpejtësia V 2 →0 është e vogël, humbja e zgjerimit kur del nga tubi në rezervuar

9.3. Zgjerimi gradual i tubit

Rezistenca lokale në të cilën tubi gradualisht zgjerohet quhet difuzues. Rrjedha e lëngut në difuzor shoqërohet me një ulje të shpejtësisë dhe një rritje të presionit, energjia kinetike e lëngut shndërrohet në energji presioni.

Grimcat e një lëngu në lëvizje kapërcejnë presionin në rritje për shkak të humbjes së energjisë kinetike. Formula për përcaktimin e rezistencës së difuzorit është e ngjashme me formulën për përcaktimin e humbjeve të papritura të zgjerimit

, ku φδ është koeficienti i difuzorit.

Përcaktimi i koeficientit të humbjes për një difuzor bazohet në teoremën e zgjerimit të papritur të Bordës. Duke shprehur koeficientin e tërheqjes në lidhje me shpejtësinë V 1 në një seksion të ngushtë S 1, marrim

Funksioni φ d =f(α) ka një minimum në kënd α = 6º φ d = 0,2 (Fig. 9,5), për kënd α = 10º φ d = 0,23-0,25.

Instalohet një difuzor për të reduktuar humbjet që ndodhin gjatë kalimit nga më i vogël në diametër më të madh tubacionet.

a) në 0 b) në 8-10º c) në 50-60º

Difuzorët drejtkëndësh (me zgjerim në një rrafsh) kanë një kënd optimal më të madh se ai i difuzorëve të rrumbullakët dhe katrorë, rreth 10 ÷ 12° (difuzorë të sheshtë).

Nëse është e nevojshme të kaloni në një kënd α > 15 ÷ 25°, përdoret një difuzor i veçantë, i cili siguron një gradient presioni konstant përgjatë boshtit dp/dx = konst dhe një rritje uniforme të presionit me një vijë të drejtë, presioni gradienti zvogëlohet përgjatë difuzorit, Fig. 9.6.

Sa më i madh të jetë këndi α, aq më i madh është reduktimi i humbjes së energjisë në shpërndarës të tillë dhe në kënde 40 - 60° arrin 40% të humbjeve në difuzorët konvencionalë. Përveç kësaj, rrjedha në një shpërndarës të lakuar është më e qëndrueshme, d.m.th. më pak tendenca ndaj ndarjes rrjedhëse.

Përdoret gjithashtu një difuzor me shkallë, i përbërë nga një shpërndarës konvencional me këndi optimal dhe zgjerimi i mëpasshëm i papritur.

9.4. Ngushtim i papritur i tubacionit

Me një ngushtim të papritur të tubit (Fig. 9.7), humbjet e energjisë shoqërohen me fërkim të rrjedhës në hyrje të tubit të ngushtë dhe me humbje për shkak të formimit të vorbullës. Meqenëse rrjedha nuk rrjedh rreth këndit të hyrjes, por shkëputet prej tij dhe ngushtohet, ndodh formimi i vorbullës. Hapësira unazore rreth pjesës së ngushtuar të rrjedhës është e mbushur me lëng rrotullues.

Humbja e presionit përcaktohet duke përdorur formulën Idelchik, në lidhje me shpejtësinë në seksionin e kërkuar për llogaritjen.

Në lidhje me shpejtësinë në një seksion të ngushtë V 1, koeficienti i tërheqjes është i barabartë me

(9.13)

Në lidhje me shpejtësinë në një seksion të gjerë V 2

ku ngushtimi ξ është koeficienti i rezistencës ndaj ngushtimit të papritur, në varësi të shkallës së ngushtimit dhe seksionit tërthor në të cilin koeficienti është reduktuar, n = S 2 /S 1 - shkalla e ngushtimit.

9.5. Humbjet e energjisë kur lini rezervuarin në tub.

Kur e lini rezervuarin në një tub të madh dhe në mungesë të rrumbullakosjes së këndit të hyrjes, kur S 2 >>S 1 , raporti S 2 /S 1 →0, për daljen nga rezervuari në tub marrim duke përdorur formulën Idelchik

koeficienti i tërheqjes

ξ w.r.tr. = 0.5.

Duke rrumbullakosur këndin e hyrjes (buza e hyrjes) mund të reduktoni ndjeshëm humbjen e presionit në hyrje të tubit.

9.6. Humbja e energjisë gjatë ngushtimit gradual të tubit është një konfuzion.

Ngushtimi gradual i tubit quhet konfuzues (Fig. 9.9). Rrjedha e lëngut në konfuzues shoqërohet me një rritje të shpejtësisë dhe një rënie të presionit. Presioni i lëngut në fillim të konfuzuesit është më i lartë se në fund, kështu që nuk ka arsye për shfaqjen e formacioneve të vorbullës dhe ndërprerjeve të rrjedhës, si në një difuzues.

Në konfuzer ka vetëm humbje nga fërkimi, dhe meqenëse gjatësia e tij është e vogël, zakonisht l/d ≈ 3-4 rezistenca e konfuzerit është gjithmonë më e vogël se ajo e difuzorit dhe varet nga këndi i ngatërruesit dhe gjatësia e tij. vlerat e zakonshme të koeficientit ζ = 0.06-0, 09. Për shembull, për.

Rezistenca e konfuzit llogaritet duke përdorur formulën për përcaktimin e rezistencave lokale

Duhet të kihet parasysh se vlera e ζ zakonisht shoqërohet me një seksion kryq të ngushtë të ngatërruesit.

9.7.Rrotullimi i tubit

Rezistenca lokale kur kthen një tub në një kënd arbitrar pa rrumbullakim quhet "bërryl"(Fig. 9.10a). Ka humbje të konsiderueshme të energjisë në bërryl, pasi në të ndodh ndarja e rrjedhës dhe formimi i vorbullës këto humbje janë më të mëdha, aq më i madh është këndi δ; Humbja e presionit llogaritet duke përdorur formulën

h = ξ te V 2 / (2 g).

Koeficientët e rezistencës së një kthese rrethore përcaktohen eksperimentalisht, ξ te rritet me rritjen e këndit δ (Fig.9.17) dhe në δ = 90° arrin unitetin.

Vlera e koeficientit të rezistencës mund të përcaktohet afërsisht nga formula

zk =Mëkat 2 δ

Rrotullimi gradual i tubit (Fig. 9.10c) quhet kthesë. Butësia e kthesës zvogëlon ndjeshëm intensitetin e formimit të vorbullës, rezistenca e daljes është më e ulët në krahasim me bërrylin; Me një vlerë mjaft të madhe të rrezes relative të lakimit të kthesës R/ d , ngecja e rrjedhës eliminohet plotësisht. Koeficienti i rezistencës së degëve ξ vrimë varet nga qëndrimi R/ d, këndi δ , si dhe në formën e prerjes tërthore të tubit.

Për kthesat me prerje tërthore rrethore në kushte rrjedhjeje turbulente, mund të përdorni formulën empirike për R/ d>> 1.

Për një kënd δ= 90° ξ" vrimë1 = 0,051+0,19*(d/R) (9,16),

për kënde më të vogla se δ

për kënde δ >> 100° ξ vrima3 = (0,7 + (δ/90)*0,35)*ξ’ vrima1 (9,18)

Humbja e presionit përcaktohet nga koeficientët ξ vrimë , merrni parasysh rezistencën për shkak të lakimit. Gjatë llogaritjes së tubacioneve që përmbajnë kthesa, gjatësitë e këtyre kthesave duhet të përfshihen në gjatësinë totale të tubacionit për të përcaktuar humbjet e fërkimit, pastaj humbjet e përcaktuara nga koeficienti ξ e kthesave duhet t'i shtohen humbjes së fërkimit.

Përkufizimi dhe llojet e rezistencave lokale.

Rezistencat më të thjeshta lokale në një regjim rrjedhjeje të trazuar në një tub .

1. Zgjerimi i papritur i rrjedhës. Humbja e presionit (energjisë) gjatë një zgjerimi të papritur të kanalit shpenzohet në formimin e vorbullës që shoqërohet me ndarjen e rrjedhës nga muret, d.m.th. për të ruajtur lëvizjen e vazhdueshme rrotulluese të masave të lëngshme me rinovimin e tyre të vazhdueshëm.

Oriz. 4.9. Zgjerimi i papritur i tubit

Me një zgjerim të papritur të kanalit (tubit) (Fig. 4.9), rrjedha shkëputet nga këndi dhe zgjerohet jo papritur, si një kanal, por gradualisht, dhe në hapësirën unazore midis rrjedhës dhe murit të tubit formohen vorbulla. , të cilat janë shkaktarë të humbjeve të energjisë. Le të shqyrtojmë dy seksione të rrjedhës: 1-1 - në rrafshin e zgjerimit të tubit dhe 2-2 - në vendin ku rrjedha, pasi u zgjerua, mbushi të gjithë seksionin kryq të tubit të gjerë. Meqenëse rrjedha midis seksioneve në shqyrtim zgjerohet, shpejtësia e saj zvogëlohet dhe presioni rritet. Prandaj, piezometri i dytë tregon lartësinë me Δ H më i madh se i pari; por nëse nuk do të kishte humbje presioni në këtë vend, atëherë piezometri i dytë do të tregonte një lartësi më të madhe nga një tjetër h ext. Kjo lartësi është humbja lokale e presionit të zgjerimit, e cila përcaktohet nga formula: Ku S1, S2- sipërfaqja e prerjes tërthore 1-1 Dhe 2-2 . υ-shpejtësia në një seksion të njohur të tubacionit. Kjo shprehje është pasojë Teoremat e Bordës.

Teorema e Bordës:humbja e presionit gjatë një zgjerimi të papritur të rrjedhës është e barabartë me presionin e shpejtësisë të përcaktuar nga diferenca në shpejtësi

Shprehje (1 - S 1 /S 2) 2 shënohet me shkronjën greke ζ (zeta) dhe quhet koeficienti i rezistencës lokale, pra

2. Zgjerimi gradual i kanalit. Tubi që zgjerohet gradualisht quhet difuzor (Fig. 4.10). Rrjedha e shpejtësisë në difuzor shoqërohet me zvogëlimin dhe rritjen e presionit të tij dhe, rrjedhimisht, shndërrimin e energjisë kinetike të lëngut në energji presioni. Në difuzor, si dhe gjatë një zgjerimi të papritur të kanalit, rrjedha kryesore ndahet nga muri dhe ndodh formimi i vorbullës. Intensiteti i këtyre dukurive rritet me rritjen e këndit të zgjerimit të difuzorit α.

Oriz. 4.10. Zgjerimi gradual i tubit

Përveç kësaj, difuzori ka edhe humbjet e zakonshme të gjembave, të ngjashme me ato që ndodhin në tubat me prerje tërthore konstante. Humbja totale e presionit në difuzor konsiderohet si shuma e dy termave:

Ku h tr Dhe h ext- humbja e presionit për shkak të fërkimit dhe zgjerimit (formimi i vorbullës).

ku n = S 2 /S 1 = (r 2 /r 1) 2 - shkalla e zgjerimit të difuzorit. Humbja e presionit të zgjerimit h ext ka të njëjtën natyrë si gjatë një zgjerimi të papritur të kanalit

Ku k- koeficienti i zbutjes, në α= 5…20°, k= sinα.

Duke marrë parasysh këtë, humbja totale e presionit mund të rishkruhet si:

nga ku koeficienti i rezistencës së difuzorit mund të shprehet me formulën

Oriz. 4.11. Varësia e z ndryshimit nga këndi

Funksioni ζ = f(α) ka një minimum në një vlerë optimale më të mirë të këndit α, vlera optimale e të cilit përcaktohet nga shprehja e mëposhtme:

Kur zëvendësohet λ në këtë formulë T=0,015…0,025 dhe n= 2…4 marrim α me shumicë= 6 (Fig. 4.11).

3. Ngushtim i papritur i kanalit. Në këtë rast, humbja e presionit shkaktohet nga fërkimi i rrjedhës në hyrje të tubit më të ngushtë dhe humbjet për shkak të formimit të vorbullës, të cilat formohen në hapësirën unazore rreth pjesës së ngushtuar të rrjedhës (Fig. 4.12).

Oriz. 4.12. Ngushtim i papritur i tubit

4.13. I hutuar

Humbja totale e presionit përcaktohet nga formula;

ku koeficienti i rezistencës së ngushtimit përcaktohet nga formula gjysmëempirike e I.E. Idelchika:

në të cilën n = S 1 /S 2- shkalla e ngushtimit.

Kur një tub del nga një rezervuar i madh, kur mund të supozohet se S2/S1= 0, dhe gjithashtu në mungesë të rrumbullakimit të këndit të hyrjes, koeficienti i rezistencës ζ ngushtimi = 0,5.

4. Ngushtimi gradual i kanalit. Kjo rezistencë lokale është një tub konvergjent i quajtur një konfuz(Fig. 4.13). Rrjedha e lëngut në konfuzues shoqërohet me një rritje të shpejtësisë dhe një rënie të presionit. Në konfuzion ka vetëm humbje fërkimi

ku koeficienti i rezistencës së ngatërruesit përcaktohet nga formula

në të cilën n = S 1 /S 2- shkalla e ngushtimit.

Një formim i lehtë vorbull dhe ndarja e rrjedhës nga muri me ngjeshje të njëkohshme të rrjedhës ndodh vetëm në dalje nga konfuzioni në kryqëzimin e tubit konik me atë cilindrik. Duke rrumbullakosur këndin e hyrjes, mund të reduktoni ndjeshëm humbjen e presionit në hyrje të tubit. Quhet një konfuzues me pjesët cilindrike dhe konike të çiftëzimit pa probleme grykë(Fig. 4.14).

Oriz. 4.14. Grykë

5. Kthim i papritur i tubit (bërryl). Kjo lloj rezistence lokale (Fig. 4.15) shkakton humbje të konsiderueshme të energjisë, sepse në të ndodh ndarja e rrjedhës dhe formimi i vorbullës dhe sa më i madh të jetë këndi δ, aq më të mëdha janë humbjet. Humbja e presionit llogaritet duke përdorur formulën

ku ζ numëroj- koeficienti i rezistencës së një kthese rrethore, i cili përcaktohet nga një grafik në varësi të këndit të kthesës δ (Fig. 4.16).

Rezistenca lokale

Kur lëngjet reale lëvizin, përveç humbjeve të fërkimit përgjatë gjatësisë së një tubacioni që lindin për shkak të viskozitetit të lëngut, mund të ndodhin humbje presioni për shkak të pranisë së rezistencave lokale (rubinat, valvulat, ngushtimet, zgjerimet, kthesat e tubacioneve, etj. .), të cilat shkaktojnë ndryshime në shpejtësinë e lëvizjes ose drejtimin e rrjedhës.

Humbjet e presionit në rezistencat lokale përcaktohen nga formula

ku ξ është koeficienti lokal i humbjes; - presioni i shpejtësisë; - shpejtësi mesatare.

Koeficienti lokal i humbjes ξ është raporti i humbjes së presionit në një rezistencë të caktuar lokale ndaj presionit të shpejtësisë

Në shumicën e rasteve, diametri i tubacionit para dhe pas rezistencës lokale është i ndryshëm, dhe për këtë arsye shpejtësia e lëvizjes së lëngut është e ndryshme (Fig. 6.21). Është e qartë se koeficientët e humbjeve lokale të lidhura me presionin e shpejtësisë para dhe pas rezistencës lokale do të jenë të ndryshëm. Prandaj, kur përdorni librat e referencës hidraulike, gjithmonë duhet t'i kushtoni vëmendje të cilës koeficienti i shpejtësisë i caktohet zakonisht, ξ i referohet presionit të shpejtësisë pas rezistencës lokale.

Oriz. 6.21.

Në disa raste, është e përshtatshme të përcaktohet rezistenca lokale përmes të ashtuquajturës gjatësi ekuivalente të rezistencës lokale. Gjatësia ekuivalente e rezistencës lokale është gjatësia e një tubacioni të drejtë në të cilin ndodh e njëjta humbje presioni si në një rezistencë të caktuar lokale.

Gjatësia ekuivalente mund të përcaktohet nga barazia

Koncepti i gjatësisë ekuivalente na lejon të prezantojmë konceptin e gjatësisë së reduktuar të tubacionit

Ku l – gjatësia aktuale e tubacionit.

Koeficienti lokal i humbjes ξ në rastin e përgjithshëm varet nga forma e rezistencës lokale, numri Re, vrazhdësia e sipërfaqes dhe për pajisje mbyllëse edhe mbi shkallën e hapjes së tyre, d.m.th.

ku simplekset karakterizojnë formën e rezistencës lokale, duke përfshirë shkallën e hapjes në rastin e një pajisje mbyllëse.

Për shkak të kompleksitetit të madh të fenomeneve që ndodhin në rezistencat lokale, aktualisht nuk ka metoda të besueshme për përcaktimin teorik të koeficientit ξ. Përcaktohet kryesisht në mënyrë eksperimentale. Ka një përpjekje për të vërtetuar teorikisht koeficientin e humbjeve lokale në rast të një zgjerimi të papritur të tubacionit (Fig. 6.22). Përdorimi i analogjisë së humbjes së energjisë gjatë zgjerimit të papritur me një ndikim joelastik të ngurta, J. III. Borda, nga teorema e rritjes së momentit dhe ekuacioni i Bernulit, nxori një formulë për humbjet lokale gjatë një zgjerimi të papritur të rrjedhës në formë

ku janë shpejtësitë e rrjedhës para dhe pas zgjerimit të papritur, d.m.th. humbja e kokës për shkak të zgjerimit të papritur është e barabartë me kokën e shpejtësisë së shpejtësisë së humbur, ku është shpejtësia e humbur. Kjo deklaratë paraqet të ashtuquajturën Teorema e Bordës – Carnot. Megjithatë, një analizë më e detajuar e fenomeneve tregon se analogjia e humbjeve të presionit gjatë zgjerimit të papritur me humbjet e energjisë gjatë një ndikimi joelastik të trupave të ngurtë është larg të qenit e plotë. Përvoja, në veçanti, konfirmon se humbjet e presionit të dhëna nga teorema Borda-Carnot janë mbivlerësuar. Prandaj, bazuar në konsideratat teorike dhe eksperimentin, propozohet të përcaktohet kjo humbje duke përdorur formulën

Ku k - koeficienti i përcaktuar në mënyrë empirike.

Oriz. 6.22.

Le të shqyrtojmë disa lloje praktikisht të rëndësishme të rezistencës lokale.

(Shih Fig. 6.22).

Megjithëse analogjia e një zgjerimi të papritur të një rrjedhe me një ndikim joelastik nuk mund të shërbejë si bazë për një justifikimi teorik dhe shpjegimet kuptimi fizik fenomen, për një përafrim të parë mjafton. Për shkak të joelasticitetit të goditjes energji mekanike shpërndahet dhe shndërrohet në energji të brendshme të lëngut. Kjo shpjegon pjesën kryesore të humbjeve gjatë zgjerimit të papritur, të cilat llogariten duke përdorur formulën (6.26).

Ekuacioni i vazhdimësisë së rrjedhës për lëng i pakompresueshëm duket si

Duke zëvendësuar shprehjen (6.28) në formulën (6.26), marrim

(6.29)

Duke krahasuar formulat (6.29) dhe (6.25), gjejmë

Le të shprehemi nga (6.27):

Duke zëvendësuar shprehjen (6.31) në formulën (6.26), marrim

(6.32)

Duke krahasuar formulat (6.32) dhe (6.25), gjejmë

Kështu, duke përdorur formulat (6.29), (6.32), është e mundur të përcaktohet humbja e presionit në rezistencën lokale në rastin e shpejtësive të njohura ose. Për llogaritjet e përafërta, koeficienti k mund të merret e barabartë me 1.

2. Dilni nga tubi në një rezervuar të madh(Fig. 6.23).

Oriz. 6.23.

Prandaj, në këtë rast, zona e seksionit kryq të rezervuarit është

Pastaj nga formula (6.30) rrjedh

Oriz. 6.24.

Në këtë rast, ka një rritje të papritur të shpejtësisë. Në këtë rast, nuk ndodh asnjë ndikim në rrafshin e tranzicionit të seksionit kryq. Por në një distancë në drejtim të rrymës, ndodh ngjeshja e avionit (seksioni Me - c), dhe më pas kalimi nga seksioni i ngjeshur në atë normal. Ky tranzicion mund të konsiderohet si një goditje, e cila është shkaku i humbjes së presionit.

Humbja e kokës për shkak të tkurrjes së papritur është e rëndësishme më pak humbje presioni gjatë zgjerimit të papritur. Koeficienti ξ këtu varet nga raporti. Vlerat e gjetura eksperimentalisht të ξ janë dhënë në tabelë. 6.1.

Tabela 6.1

vlera ξ për tkurrje të papritur

4. Zgjerimi gradual i rrjedhës(difuzor) (Fig. 6.25).

Oriz. 6.25.

Në kënde të vogla, rrjedha në difuzor ndodh pa ndërprerje. Në kënde, rrjedha ndahet nga muri. Kjo shpjegohet me faktin se në difuzor ka një rritje të presionit në drejtim të lëvizjes, e shkaktuar nga një ulje e shpejtësisë për shkak të zgjerimit të kanalit. Grimcat e lëngut që lëvizin pranë murit frenohen fuqishëm nga forcat viskoze dhe në një moment energjia e tyre kinetike bëhet e pamjaftueshme për të kapërcyer presionin gjithnjë në rritje. Prandaj, shpejtësia e lëngut në shtresën afër murit në një pikë të tillë bëhet zero, dhe pas kësaj pike shfaqen rrjedha të kundërta - ndarja e rrjedhës.

Nëse rrjedha e vazhdueshme në një difuzor ndodh praktikisht pa humbje, atëherë rrjedha e ndarë shoqërohet me humbje të konsiderueshme të energjisë për shkak të formimit të vorbullës.

Varësia ka formën e treguar në Fig. 6.26.

Oriz. 6.26.

Në kënd, koeficienti i humbjes arrin maksimumin e tij. Për më tepër, në një kënd, humbja e presionit tejkalon humbjen për shkak të një zgjerimi të papritur të rrjedhës (). Prandaj, në vend të kalimeve në formën e difuzorëve me një kënd, është e nevojshme të përdoret zgjerimi i papritur si një tranzicion me humbje më të ulëta presioni.

Për një rezistencë të caktuar lokale, koeficienti ξ do të jetë funksion vetëm i numrit Re. Në varësi të ndikimit të numrit Re në koeficientin ξ, mënyrat e rrjedhjes së lëngut mund të ndahen në zonat e mëposhtme.

1. Lëvizja në rezistencën lokale dhe në tubacion është laminare.

Koeficienti i rezistencës lokale në këtë rast përcaktohet nga formula

Ku A -

atëherë, duke marrë parasysh formulën (6.33), do të kemi se ku

Rrjedhimisht, humbja e kokës është proporcionale me fuqinë e parë të shpejtësisë.

2. Lëvizja në një tubacion pa rezistencë lokale është laminare, dhe me rezistencë lokale është e turbullt. Në këtë rast

Ku NE -

Humbja e presionit në këtë rast përcaktohet nga formula

3. Lëvizja në tubacion pa rezistencë lokale dhe, nëse është e pranishme, është e turbullt në një numër të vogël Re > 2300.

Formula për koeficientin e rezistencës lokale ka formën

Ku ME - koeficienti në varësi të llojit të rezistencës lokale.

Duke zëvendësuar relacionin e fundit me formulën (6.34), marrim

4. Rrjedha e zhvilluar e turbullt në numrat e lartë të Reynolds.

Koeficienti ξ këtu nuk varet nga numri Reynolds, dhe humbja e presionit lokal është proporcionale me katrorin e shpejtësisë (zona kuadratike)

Shanset A, B, C për lloje të ndryshme të rezistencës lokale jepen në librat shkollorë për hidraulikën dhe librat referues hidraulikë.

Ngushtim i papritur i tubit

Humbjet e presionit hidraulik, si me zgjerimin e menjëhershëm, shoqërohen me ndarjen e rrjedhës nga muret si në pjesën e gjerë ashtu edhe në atë të ngushtë të tubit me formimin e vorbullave (rajoni i vorbullës) (Fig. 4.19). Kur rrjedha e lëngut arrin në skajet e mprehta të pjesës së ngushtë të tubit, ndodh ndarja e rrjedhës, si rezultat ajo ngushtohet (seksioni S-S) dhe zgjerohet më tej. Hapësira rreth rrjedhës së ngushtë do të jetë një rajon vorbullash.

Një ndërfaqe është formuar midis rajonit vorbull dhe rrjedhës së tranzitit. Si rezultat i pulsimit të shpejtësive dhe formimit të vorbullës, ndodh shkëmbimi i masës midis grimcave të rajonit të vorbullës dhe vetë rrjedhës.

Oriz. 4.19. Ngushtim i papritur i tubit

Humbjet e presionit mund të përcaktohen duke përdorur formulën Borda, duke supozuar se humbjet do të jenë kryesisht prapa seksionit të ngjeshur, dhe para seksionit të ngjeshur humbjet e presionit janë dukshëm të vogla.

Shpejtësia e kompresuar S-S zonë

. (4.136)

Le të shprehim raportin e zonave të seksionit të ngjeshur dhe sipërfaqes së pjesës së ngushtë të tubit përmes koeficientit , i cili quhet raporti i kompresimit:

. (4.137)

Humbja e presionit Borda

. (4.138)

Nga ekuacioni i vazhdimësisë

,

. (4.139)

Le të shprehim humbjen e kokës në termat e kokës së shpejtësisë :

(4.140)

. (4.141)

Pastaj koeficienti i rezistencës lokale

. (4.142)

Raporti i ngjeshjes varet nga raporti i zonave të tubit të ngushtë dhe të gjerë:

. Raporti i sipërfaqes

.

Koeficienti mund të llogaritet duke përdorur formulën e A. Altshul

. (4.143)

Koeficienti i rezistencës lokale mund të përcaktohet duke përdorur formulën e propozuar nga I. Idelchik:

. (1.144)

, në rastin kur tubi del nga një rezervuar i madh,

, pastaj në kënde të drejta të lidhjes së tubit

.

Rrjedhni hyrjen në tub

Studimet eksperimentale kanë vërtetuar se rezistenca varet nga trashësia buza kryesore e një tubi të rrumbullakët. Për skajet me trashësi relative

koeficienti i rezistencës lokale në hyrje

. Për një trashësi skajore infinite të vogël (

)

.

Për të zvogëluar rezistencën në hyrje, përdoren majat hyrëse të formës konike ose me hyrje të lëmuar (Fig. 4.20). Nëse ka një ekran përpara hyrjes së tubit, humbjet rriten. Në këshilla të tilla, ndarja e rrjedhës nga muret zvogëlohet ndjeshëm. Për majat konike me

, këshilla me hyrje të qetë -

në

.

Oriz. 4.20. Hyrje të ndryshme tubash

Diafragma në tubacion

Një diafragmë është instaluar në një tubacion për të rregulluar rrjedhën e ujit në një vend të caktuar. Tubacioni në vendin ku është instaluar diafragma ka një seksion kryq të hapur të vazhdueshëm, d= konst (Fig. 4.21).

Oriz. 4.21. Diafragma në tubacion

Koeficienti i rezistencës lokale të diafragmës përcaktohet nga formula

, (4.145)

- raporti i zonës së hapjes së diafragmës me diametrin në zonën e prerjes tërthore të një tubi me diametër ;- raporti i kompresimit kur rrjedha kalon përmes hapjes së diafragmës, rekomandohet ta gjeni duke përdorur formulën e A. Altshul (4.143):

.

Rrumbullakimi i tubit

Tuba të rrumbullakosura mirë ose një kthesë në tub quhen kthesa. Rrezja e lakimit R ndikon në formimin e vorbullës së rrjedhës së lëngut, d.m.th. për rezistencën ndaj lëvizjes (Fig. 4.22). Formula Weisbach për përcaktimin e koeficientit të rezistencës lokale është e njohur, që i nënshtrohet kushtet e mëposhtme:

:

, (4.146)

Ku - këndi i rrumbullakimit.

Oriz. 4.22. Rrumbullakimi i tubave: a - rrumbullakim i qetë (përkulje); b - rrumbullakim i mprehtë

Në rastin e një kthese të mprehtë të tubit (Fig. 4.22, b), domethënëse humbje të mëdha presioni Si rezultat i veprimit të forcave centrifugale, rrjedha e lëngut ndahet nga muret me formimin e vorbullës, duke çuar në shfaqjen e një rajoni vorbull.

Për një bërryl të tillë të rrumbullakët koeficienti varet nga këndi i pjerrësisë së boshteve të gjurit . Në

është brenda vlerës 1.0. Në rast të ashpërsisë së lartë të murit do të jetë më i madh se një.

Valvulat e kontrollit

Valvula. Për një valvul tubi të rrumbullakët me një drejtim, rezistenca varet nga shkalla e hapjes së tij, d.m.th. nga raporti (Fig. 4.23). Si rezultat i një hapjeje të vogël, rrjedha ndahet nga segmenti i valvulës dhe muret me formimin e një rajoni vorbull, dhe në ndërfaqen midis rajonit dhe rrjedhës, ndodh pulsimi i shpejtësive dhe formimi intensiv i vorbullës, duke çuar në masë. transferimi i grimcave të lëngshme.

Në tabelë 4.2 tregon vlerat e koeficientit në varësi të shkallës së hapjes.

Tabela 4.2 - Vlerat në varësi të shkallës së hapjes

Oriz. 4.23. Valvula e portës

Rubineti i prizës, valvulat. Rezistenca e një valvule prizë varet drejtpërdrejt nga këndi i hapjes së valvulës (Fig. 4.24).

Oriz. 4.24. Valvulat e kontrollit:

a - valvul me rrjedhje direkte; b - valvul normale;

c - valvula e tipit Kosva; g - valvula e prizës

Në tabelë 4.3 tregon vlerat e koeficientit të rezistencës lokale të vinçit .

Tabela 4.3 - Vlerat në varësi të këndit të hapjes

Vlerat e koeficientëve të rezistencës lokale të valvulave (shih Fig. 4.24) dizajne të ndryshme kur hapet plotësisht, si më poshtë:

drejtpërsëdrejti -

;

normale -

;

me një rrufe të zhdrejtë (kosva) -

.

Tees

Pjesa e tubit në të cilën bëhet ndarja ose lidhja e rrjedhave të lëngut quhet tee (Fig. 4.25). Kur përcaktohen humbjet hidraulike në tees, merret shpejtësia mesatare që korrespondon me shpejtësinë e rrjedhës para ndarjes dhe

- pas bashkimit.

Oriz. 4.25. Tee: a - ndarja e rrjedhës; b - bashkimi i rrjedhave

Humbjet hidraulike të kokës lindin si rezultat i lidhjes së rrjedhave të lëngjeve ose ndarjes së tyre. Koeficientët e rezistencës lokale varen nga gjeometria e tee, d.m.th. nga këndi , raportet e diametrit ,,dhe raportet e shpenzimeve Dhe .

Koeficientët e rezistencës lokale

, të marra si rezultat i eksperimenteve të shumta, vlerat e tyre jepen në libra të veçantë referimi.

♦ Shembulli 4.5

Në një tubacion me diametër

mm ka një ngushtim të papritur në diametër

mm. Përcaktoni humbjen lokale të kokës dhe koeficientin , i caktuar në pjesën e ngushtë të tubacionit. Rrjedhja e ujit në tubacion

m 3 /s (shih Fig. 4.19).

Koeficienti i rezistencës lokale gjendet duke përdorur formulën e I. Idelchik (4.144):

.

Raporti i sipërfaqeve të tërthorta të jetesës karakterizohet nga vlera

.

,

.

Shpejtësia mesatare në pjesën ngushtuese të një tubi me diametër

m

m/s.

Humbje koke

m.

♦ Shembulli 4.6

Për të kufizuar rrjedhën e ujit në një tubacion me diametër

apertura mm e instaluar. Presionet e tepërta para dhe pas diafragmës janë konstante dhe përkatësisht të barabarta

kPa dhe

kPa. Përcaktoni diametrin e kërkuar të hapjes së diafragmës d me kusht që konsumi

m 3 / s (shih Fig. 4.21).

Humbja e presionit në seksionin e tubacionit ku është instaluar diafragma, me shpejtësi në tubacion

të barabartë

m.

Shpejtësia mesatare në tubacion

m/s.

Koeficienti i rezistencës lokale të diafragmës sipas formulës Weisbach

.

Koeficienti

llogaritur duke përdorur formulën e A. Altshul (4.145)

.

Raporti i ngjeshjes së rrjedhës (4,143)

,

.

Si përafrim të parë, marrim

.

Le të transformojmë formulën (4.145) për të përcaktuar :

;

;

Le të sqarojmë diametrin e vrimës që rezulton duke llogaritur :

;

.

Diametri i vrimës së diafragmës pas rafinimit

Këto rezistenca përfshijnë ndryshime të papritura në formën e sipërfaqeve kufitare të rrjedhës (zgjerim, tkurrje, përkulje, përkulje, etj.). Marrëdhënia e përgjithshme për përcaktimin e humbjeve të presionit në rezistencat lokale është formula

ku është koeficienti i rezistencës lokale, i cili në përgjithësi varet nga numri Re dhe konfigurimi i sipërfaqeve kufitare.

Natyra e përgjithshme e kësaj varësie për disa lloje të rezistencës lokale është paraqitur në Fig. 6.8. Këto kthesa përshkruhen në mënyrë të kënaqshme nga një formulë e formës

(6.18)

ku janë konstante në varësi të formës gjeometrike të rezistencës lokale.

Tabela 6.3

Vlerat dhe për disa rezistenca lokale

* Tregohet raporti i zonës së prerjes kryq të hapur nga hapja e valvulës ose diafragmës me zonën e seksionit kryq të tubit.

Tabela 6.3 tregon konstante për disa lloje të rezistencave lokale. Sasia vepron si një koeficient lokal i rezistencës në numra shumë të mëdhenj Re (në rajonin e rezistencës kuadratike). Vlerat lidhen me presionin e shpejtësisë përpara rezistencës lokale.

Në shumicën e rasteve, rezistencat lokale funksionojnë në numra të mëdhenj Re ose në kushte të modalitetit kuadratik, kur .

Tabela 6.4

Formulat e llogaritjes për koeficientin që lidhet me seksionin

Kur një rrjedhë kalon nga një tub me një zonë përmes një diafragme me një zonë hapjeje në një tub me një sipërfaqe (Tabela 6.4), formula për koeficientin e rezistencës, lidhur me presionin e shpejtësisë pas rezistencës, ka formën

(6.19)

ku është koeficienti i rezistencës lokale në hyrje të diafragmës; faktori korrigjues për humbjet e zgjerimit (për ato të mëdha lejohet të pranohet );

Koeficienti i ngjeshjes pas diafragmës, ku është zona e prerjes tërthore të avionit pas diafragmës pas daljes në një tub me një seksion kryq. Ka vlerat e mëposhtme:

Formulat për përcaktimin e koeficientit janë dhënë në tabelën 6.4.

Zgjerimi gradual (diffuser) mund të konsiderohet gjithashtu një lloj i rezistencës lokale. Humbjet në difuzorë mund të shprehen si fraksione të humbjeve për shkak të zgjerimit të papritur:

(6.20)

(6.21)

(6.22)

Koeficienti lidhet me koeficientin e zvarritjes pjesëtuar me shpejtësinë sipas formulës

(6.23)

dhe në kushtet e hyrjes fikse (përfshirë numrin Re) varet kryesisht nga këndi i hapjes së difuzorit (Fig. 6.9).

Nëse ka disa rezistenca lokale në tubacion, të ndara nga seksione të lëvizjes uniforme, humbjet totale të presionit mund të përcaktohen bazuar në parimin e shtimit të humbjeve

(6.24)

ku është numri i seksioneve me rrjedhje uniforme;

Numri i rezistencave lokale.

Fig.6.9. Varësia e koeficientit të humbjes në një difuzor të rrumbullakët

nga këndi i hapjes së tij në tre vlera të shkallës së zgjerimit

Në këtë rast, përmbledhja e humbjeve në rezistencat lokale lejohet vetëm me kusht që ato të jenë të vendosura në distanca të tilla nga njëra-tjetra që shtrembërimi i diagramit të shpejtësisë së stabilizuar të shkaktuar nga kalimi i rrjedhës përmes rezistencës të bëhet i parëndësishëm kur i afrohet tjetri. një. Distancat minimale të kërkuara ndërmjet rezistencave lokale përcaktohen nga gjendja

ku është rrezja e tubit.

Përafërsisht në numra të mëdhenj Re mund të merren

6.5. Llogaritja hidraulike sistemet e tubacioneve

Llogaritja hidraulike e sistemeve të tubacioneve bazohet në përcaktimin e humbjeve në rezistencën hidraulike. Kur humbjet në rezistencat lokale mund të neglizhohen, shkruhet një shprehje për shpejtësinë vëllimore të rrjedhës

ku moduli i rrjedhjes (karakteristika e rrjedhës) është zona e prerjes tërthore të tubit.

Për modalitetin kuadratik, vlera varet nga parametrat gjeometrikë tuba (diametri dhe vrazhdësia), në mënyra të tjera - gjithashtu në numrin Reynolds. Në disa llogaritje (6.26) përdoret në formë

ku është rezistenca totale e tubacionit.

Pjerrësia hidraulike, ose pjerrësia e fërkimit, d.m.th. Humbja e presionit për njësi të gjatësisë së tubacionit përcaktohet nga formula

(6.28)

Ku .

Vlerat e modulit të rrjedhjes për tubacionet industriale janë tabeluar dhe dhënë në librat e referencës hidraulike. Për të rejat tuba çeliku vlerat e llogaritura duke përdorur formulën Shifrinson (Tabela 6.2) janë dhënë në tabelën 6.6.

Nëse ka rezistenca lokale në një tubacion të gjatë, humbjet në to mund të merren parasysh duke përdorur metodën e gjatësisë ekuivalente, e cila konsiston në futjen e gjatësisë ekuivalente të tubit në vend të rezistencës lokale me një koeficient.

në të cilën humbja e presionit është e barabartë me humbjen në rezistencën lokale. Kjo gjatësi përmblidhet me gjatësinë e seksionit cilindrik () dhe shuma zëvendësohet më pas në (6.26).

Tabela 6.4

Modulet e rrjedhjes për tubacione të reja çeliku

Lidhja serike e tubave diametra të ndryshëm (Fig. 6.10, a). Në këtë rast, humbjet e presionit në zona të veçanta përmblidhen. Meqenëse konsumi për të gjitha seksionet është i njëjtë, atëherë

(6.30)

ku është numri i seksioneve me diametër konstant.

Së bashku me formulat e humbjes për seksione individuale, formohet kjo varësi sistemi i shlyerjes ekuacionet. Një formë tjetër e kësaj varësie ka formën

(6.31)

ku është zona e seksionit kryq të tubit në seksionin kryesor (projektim); koeficienti rrjedha e sistemit,

(6.32)

Fig.6.10. Skemat e llogaritjes sistemet e tubacioneve

me lidhjen serike (a) dhe paralele (b) të tubave

Këtu është numri i rezistencave lokale, koeficienti i humbjes.

Lidhja paralele e tubave(Fig. 6.10, b). Humbja e presionit në secilën prej degëve është e njëjtë. Rrjedha në degën e th

(6.33)

ku është shpejtësia totale e rrjedhës së sistemit

(6.34)

Këto ekuacione formojnë një sistem nga i cili mund të përcaktohet e panjohura.

6.6. Rrjedha e lëngut të pakompresueshëm

Rrjedha me presion konstant. Një dalje e tillë përmes vrimave dhe grykave mund të ndodhë në një mjedis të gaztë ose nën nivelin e të njëjtit ose një lëngu tjetër. Në rastin e parë, vrima ose hunda quhet e papërmbytur, në të dytën - e përmbytur. Një vrimë konsiderohet e vogël nëse madhësia e saj maksimale nuk e kalon (Fig. 6.11).

Fig.6.11. Rrjedha e lëngut të papërshtatshëm përmes një vrime të vogël në një mur të hollë

Kur rrjedh nëpër një vrimë të vogël të pambytur, rryma pëson ngjeshje gjatë daljes dhe zona e saj e prerjes tërthore bëhet më e vogël se sipërfaqja e vrimës. Raporti quhet raporti i kompresimit.

Kur rrjedh nëpër një vrimë të vogël të pambytur, rryma ngjeshet dhe zona e saj e prerjes tërthore zvogëlohet në lidhje me sipërfaqen e vrimës.

Shpejtësia e daljes përmes një vrime të vogël nga një rezervuar i madh në një nivel konstant

(6.35)

ku është koeficienti i shpejtësisë; koeficienti i humbjes në hyrje të vrimës; dhe - presioni në sipërfaqen e lirë dhe në mjedisi i jashtëm përkatësisht.