44.1 Местные потери в трубах при малых числах Рейнольдса.

При движении жидкости с малыми числами Рейнольдса коэффициенты местных сопротивлений зависят не только от геометрических характеристик сопротивления, но и от числа Рейнольдса и могут быть при ориентировочных расчетах найдены по формуле А. Д. Альтшуля:

ξ=A/Re + ξкв

где ξкв – значение коэффициента местного сопротивления в квадратичной области; Re – число Рейнольдса, отнесенное к нестесненному сечению трубопровода. Для арматуры, полностью открытой, и при отсутствии необходимых данных о значении А можно принимать A=500 ξкв.

44.2 Взаимное влияние местных сопротивлений .

Местные потери напора часто суммируют в соответствии с принципом наложения потерь, согласно которому полная потеря напора представляет собой арифметическую сумму потерь, вызываемых отдельными сопротивлениями. Принцип наложения потерь дает надежные результаты лишь в случае, если расстояние между отдельными местными сопротивлениями достаточно велико для того, чтобы искажение эпюры скоростей, вызнанное одним из них, не сказывалось на сопротивлении, лежащем ниже по сечению. Для этого необходимо, чтобы местные сопротивления отстояли друг от друга не ближе чем:

Где Lвл- длина влияния местного сопротивления . λ – коэффициент гидравлического трения трубы, на которой расположено местное сопротивление . Формула действительна для турбулентного движения.

Lвл /d≥ (30…40)d

При малых числах Рейнольдса (большие значения λ) взаимное влияние местных сопротивлений проявляется слабее, длина влияния местного сопротивления имеет меньшую величину и приближенно может быть оценена по формуле:

Lвл/d =1,25 Re .

Иногда местные потери напора выражают в виде эквивалентной длины (lэ) прямого участка трубопровода,гидравлическое сопротивление которого равно местному сопротивлению:

откуда

=

Поскольку коэффициент гидравлического трения λ зависит от числа Рейнольдса и относительной шероховатости, эквивалентная длина при одном и том же значении коэффициента ξ может иметьразличные значения в зависимости от величины λ.

46. Кавитация в местных сопротивлениях.

В местных сопротивлениях размеры проходных сечений, как правило, меньше, чем в трубопроводе, на котором эти сопротивления установлены. Во многих местных сопротивлениях поток испытывает дополнительное сжатие при отрыве от стенок. Увеличение скоростей в месте стеснения потока приводит к падению давления и поэтому местные сопротивления являются наиболее опасными в кавитационном отношении элементами трубопровода. Кавитация в местном сопротивлении развивается в случае, если абсолютное давление в нем станет равным давлению насыщенных паров (рн.п.) протекающей через местное сопротивление жидкости. Давление насыщенных паров возрастает с увеличением температуры. При возникновении кавитации коэффициенты местных сопротивлений возрастают. Возникновение и развитие кавитации характеризуется безразмерным числом кавитации.

χ =2(р1 – рн.п)/ρ

где р1 и v1 давление и скорость в некотором сечении потока. При достижении числом кавитации предельно допустимого (критического) значения χкр в рассматриваемом местном сопротивлении начинается кавитация. Значения критического числа кавитации для разных местных сопротивлений определяются, как правило, экспериментально. В первом приближении для местных сопротивлений, вызванных изменением сечения потока, можно предложить зависимость.

χ кр= ξ+2

где ξ– коэффициент местного сопротивления.

Зная критическое число кавитации χкр для местного сопротивления, можно определить предельную допустимую скорость перед сопротивлением по формуле:

Для скоростей течения не превышающих коэффициент местного сопротивления можно определить без учета кавитации.