Теплопередача и гидродинамическое сопротивление Кутателадзе С.С., страница 52

!6.23 — !6.25). Вход в трубу при наличии перед ней экрана. Общее сопротивление входа любой формы с экраном представляется в виде суммы (16.9.7) 1»«»=1,+01, где ~, — коэффициент сопротивления входа данной формы без экрана берется по рнс. 16.23 — 16.25; Ль=о/пз — коэффициент той части сопротивления, которая вызывается присутствием экрана; о — коэффициент, учитывающий влияние экрана и зависящий от относительного расстояния й/О, (рис. 16.26), где й — расстояние до экрана; л=Р,„/Р,— отношение площади входного отверстия к плошади сечения трубы после входа; в случае прямого входа Р„=Рп л=!; Ль=о. Коэффициенты сопротивления входа в канал из-цод колпака (приточные шахты) приведены на рис.

16.27,а, выхода из канала под колпак (вытяжные шахты) — на рис. 16.27,б. Прямой вход в канал прн наличии на входе плоской решетки или дроссельной шайбы с острыми краями (1/17 О). Коэффициент сопротивления определяется по формула ь= (1,7 — Р/Р~) ' (Р~/Р) '. (16.9.8) Зависимость ь от относительной площади «живого» сечения приведена на рис. 16.28,а. Здесь Р— площадь «живого» сечения решетки (шайбы); Р~ — площадь сечения трубы. В случае прямого входа через проволочную сетку проявляется влияние числа Ке: при Ке<400 ь=еД6 при йет»400 1, Здесь ~, определяется по рис. !6.28б; е, — поправка на влияние числа Ке, определяемая по рис. 16.29, где Ве=(/Ь/тб б — средняя толщина сетки.

Плавный вход с сеткой (16.9.9) где й — коэффициент сопротивления входа без сетки (см. выше); Ь,— коэф. фнциент сопротивления сетки, установленной в прямом канале (рис. 16.30); л=Р»„/Р~ — отношение площади сечения, в котором установлена сетка, к площади узкого сечения трубы (в котором скорость равна У~). Внезапное увеличение сечения (потеря давления на удар). Коэффициент сопротивления удара при различных законах распределения скоростей и разной степени расширения канала п=Р,/Р, определяется по табл, 16.7. 333 При истечении из отверстия в неограниченное пространство в выход через шайбу или решетку иа конце трубы — коэффициент сопротивлении вычисляется по рис. 16.31.

Потеря давления относится к скорости У~ в основ. иом сечении трубы. Коэффициент сопротивления днффузора в прямом канале рассчитывается по формуле где ~„, определяется по рис. 16.22 в зависимости от отношений плошадей сечений (начального н конечного). При угле раскрытия а)40' коэффициент сопротивления считается, как при внезапном расширении, а й= 1; при а(46' поправочный коэффициент й определяется по рис. 16.32. При прямоугольном сечении и двустороннем раскрытии диффузора размер Ь принимается по диагонали сечения (максимальный угол раскрытия). 0 Л7т 1 4,0 я,г г,в г, уг 0,0 04 07 ог 00 04 ов 00 оу 00 0/гг, а) Рис.

1627. Зависимость коэффициентов сопротивления приточиых (а) и вы 334 Таблица 16.7. Коэффициент сопротивления удара 4 Условия движения Выход потока на трубы в атмосферу, л = со Дефармаиия патока в прямой трубе. и=! Внезапное расширение, я=2 Профиль скорости 0,25 Равномерный Параболический: в круглой трубе в плоской трубе Тригонометрическая функция симметричный профиль (в пло ской трубе) несимметричный профиль (в плоском диффузоре с отрывным углом расширения) Круглая свободная струя (основной участок) 0,34 0,15 0,92 0,60 2 1,55 0,13 0,50 1,37 3,67 0,94 4,0 7,75 П р и м е ч а н н е. Для случая виеаапного рас~пнрения при ранномерном профиле аааиси ость С от я — Гг!ть берется по р»с. !О.22.

гД! г,г 2,д 7г4 Гг2 Ог4 тяжных (б) шахт от относительного расстояния между колпаком и шахтой 335 3 й с о. 'б о л ь" «й О й х «с ,Ъ ой о о съ ь й а о й о д ч„о д «Ъ «о «" ь ФИ Ю да й д 8' о о о 'Ъ" СЪ «о «о о д а «Ъ л ь" 'с с",, с «Ъ 'Ъ. Ъ" с" съ съ Ъ с" л ь" ь «с 'Ъ с" ч с" Ъ" Р «ч »й ао о я д » о. о й й й ад й Ю съ, «с о й о х й «3 й й» д о,с, о д Ъ х де» о « ай о й о я о»» х Ъ' Ю й6 съ.

д о о 8» й С'Ъ «с 'о а о о д» о о й й о д ЪЪ с Ю «х д СЪ х съ ,. й д о о й Ъ съ «Ъ до ,р, й СЪ б.о сч о »а хо «д о 2 д съ о 1- бО гО 3О О О г ОЕ О,О О,О УтГПу О 1(2 О4 ОЕ ОВОРЯ а,у О,Б а,( 7О' Рис. 16.32. Поправочный коэффициент при расчете сопротивления диффузора в прямом канале 22 †66 337 Рис. 16.31. Коэффициент сопротивления при истечении через шайбу или решетку в неограниченное простран- ство Рис. 16.33. Коэффициент сопротивления задвижки в трубах круглого (1) и прямоугольного (2) сечений о с~3 иа гт6 Цв ь!зг Рис. 16.34.

Коэффициент сопротивления параллельной задвижки в круглой трубе Коэффициент сопротивления установленной в трубе решетки или плоской диафрагмы вычисляется по рис. 16.30. В дроссельных, запорных н регулирующих устройствах (клапаны, краны, задвижки 'и т. п.) поток жидкости испытывает внезапные расширения и суже. ния, резкие изменения направления и т. п. Для задвижек в трубах круглого и прямоугольного сечений коэффициент сопротивления в зависимости от положения шибера определяется по рис. 16.33. Для параллельной задвижки зависимость иоэффициента сопротивления от степени открытия приведена на рис. 16.34.

Зависимость коэффициента сопротивления дроссельного клапана от угла открытия 6 в трубах прямоугольного и круглого сечений показана на рис. 16.35,а, для пробочиого крана — на рис. 1635,б, Изменения направления движения. Плавным поворотом (отводом) называется поворот с обеими заиругленными кромками — наружной и внутренней, )г'.>)т'„и Л,.>0, где И. и ߄— радиусы закругления нарузкной и внутренней кромок (рис. 16.36,а), При отсутствии закругления на обеих кромках (К.,=Р.=О) или при закруглении только внутренней кромки (И,=О; )1,.>0) поворот называется резким (рис.

16.36,5). Повороты с закруглением одной наружной кромки (Й.>0; Й,„=О) не должны применяться, так как они имеют большее сопротивление, чем повороты без закруглений. Плавные повороты равного сечения на входе и на выходе обычно вы. полняются «нормальными», т. е. Й,=)1„+Ь, где Ь вЂ” размер канала в плоскости поворота (рис. 16.36); для круглого канала Ь=1). Пентр радиусов скруглений общий, кривизна характеризуется радиусом закругления осевой линии канала И, причем )г/Ь>0,53. 338 Ог>рг — 'эь. гаа гао ва Бо а Га га ба»а ба У, град и в го .уа Фо~;гряд ц) б) Рис. 16.35.

Коэффициент сопротивления дроссельного клапана (а) и пробочного крана (б) в трубах круглого (1) и прямоугольного (2) сечений Рнс. 16.36. Схемы поворотов: а — плавный нормальный (отводы б — резкий (колено! Коэффициент сопротнвления для плавного «нормального» поворота подсчитывается по формуле ь=ьаВС, (! 6.9.! 0) где ьо=('()т/Ь) определяется по рис. 16.37; коэффициент Вб ф(о) находится по рнс. 16.38,а в зависимости от угла поворота а (при а=90' В=1); коэффициент С вЂ” по рис. !6.38,6 в зависимости от размеров поперечного сечения Ь и Ь; Ь вЂ” размер, перпендикулярный к плоскости поворота (при круглом или квадратном сечении С 1).

Значение С зависит также от кривизны поворота. Коэффициент местного сопротивления резкого поворота ()(.=)(„.=О) определяется по формуле С=1,2В, (16.92 1) где В принимается по рис. 16.38,а в зависимости от угла поворота ц. Коэффициент местного сопротивления резкого поворота с закругленной внутренней кромкой ()7.=0; )(ва)0) подсчитывается по формуле ~=-~».В, (! 6.9.12) 339 22' где ь, определяется по рис. !6.39 в зависимости от отношения К„,/Ь, при Кч /Ь>1 ь ° =0,39; В определяется по рис. 16.38а в зависимости от угла поворота. Коэффициент сопротивления поворота в определенном интервале изменения числа Ке зависит от значения Ке Это связано с тем, что точка отрыва потока от стенок могут передвигаться вверх по потоку.

Шероховатость стенок, в первую очередь внутренней стенки, влияет на сопротивление понорота, несколько увеличивая его. Однако общая турбулнзацня потока может оказаться в некоторых случаях полезной, так как она обеспечивает уменыпеиие коэффициента сопротивления при меньших значениях Ке и получение более раннего режима автомодельности, чем при совершенно гладких коленах и отводах. Влияние числа Кв при Ке<2.10з можно учесть по формуле чне чз йтр чтю а влияние шероховатости — по формуле Здесь и, — известное значение коэффициента сопротивления отвода (колена) из гладкой трубы при Ке>2 10'; астр, ч — коэффициенты сопротивления трения прямой трубы с такой же шероховатостью и при том же числе Ке, что и для рассчитываемого отвода; Ь,р — коэффициент сопротивления трения гладкой прямой трубы при Ке>2 10".

Поправку на число Ке следует учитывать только для плавных поворотов; ее можно принимать по рис. 16.40. Поправку на шероховатость следует учитывать для острых поворотов с углами менее 80' и для отводов прв всех углах поворота. Повороты с изменением площади сечения Для поворотов-конфузоров принимаются те же коэффициенты местного сопротивления, что и для соответствующих поворотов с равными площадями сечений, но относятся они к средней скорости, равной полусумме входной и выходной скоростей. Прн этом определяющие геометрические параметры поворотов К/Ь, Ь/Ь и К,„/Ь принимаются по входному сечению. Расчет поворотов-диффузоров ведется по максимальной, т. е. по входной, скорости, а коэффициенты местного сопротивления подсчитываются так же, как и для соответствующих поворотов с равными площадямн сечений. При этом резкие повороты без закруглений и повороты с закруглением внутренней кромки при Й„/Ь(0,1 дополнительных поправок из-за увеличения площади сечения не требуют.

Для резких поворотов-диффз воров с закругленной внутренней кромкой при К„/Ь>0,1 коэффициент сопротивления подсчитывается по формуле (169 13) ь=ьв«Вт'вых/ттвь Для плавных поворотое-диффузороп коэффициент сопротивления подсчитывается по формуле ~=МВСК.и„/В,„. (16.9.14) Определяющие геометрические параметры К/Ь, Ь/Ь, К.„/Ь прн расчете поворотов-диффузоров принимаются по входному сечению. эан бо 00 ов 07 05 О5 00 05 ' о ог 7)г 05 оэ о5 ов пугай! льяlи Рис. 16.39. Исходный коэффициент сопротивления резких поворотов с закругленной внутренней кромкой 0,5 5 э 5 кетов Рис.