Идельчик И.Е. - Справочник по гидравлическим сопротивлениям, страница 13

С некоторым приближением можно принять Ф вЂ” 3М вЂ” 2. Это тем точнее, чем М и У ближе к единице. Последнее выражение приводит к следующей приближенной формуле для определения коэффициента местного сопротивления~ С~р <Ф "3 ф$ ~~Ю~ ЯЙ 3 $~ Р» ° Ф ~4 ©ь О с,> ~ ~ ц ~~Я а~ЫЯЙ $ .3. ~) г ~ Я с.> Д„О С~ ~с~ й„~ й Э Г) ~~~3 <~ ~~) ф~ Ф~ ~3 ~ о ~ С~р цр «~ Мц Я;„ :Ъ~ % ~И ~.; оз ° ~ Я ° ~У 1 ! ~оЛ"-~ ~ о~=д.

ф О ~> Р~~ К ~ ~д ~- ~-. ~ ~ г~о~~~~ ~ Р. Яо в ~~к о~~ х е. < р Ръ й~ ~ а = с-- ~ ~. ~ ~ з ~ ~ .-. ~ 5~рь~ьч Я,ф ° Я с~ ~4 С3 а й СО о~ $ Я Ф$ вй й~ Д. % х '~кто участ~а можно подсчитать и ",'Женно по Формуле при и/ Рц'о Ь= М ~ — =0,6~ 2 ' м* ' где ~м — коэффициент сопротивления участка с внезапным расширением без дефлекторов определяемый как ~ по данным, приведенным на диаграмме 4;1. 14.

Существенное уменьшение сопротивлния участка с внезапным расширением д гается также при устройстве непосредственно за узким сечением «кармановэ (рис. 4-6, б), способствующих образованию в них стационарного вихревого кольца (у труб круглого сечения) или двух стационарных вйхрей (у плоского канала), которые являются своеобразными «насосами» 14-381 15. При внезапном сужении сечения явление в основном аналогично тому, которое имеет место в случае внезапного расширения, когда возникают потери на удар.

Только в данном случае эти потери проявляются главным образом при расширении струи, сжатой после входа нз широкого канала в узкий (сечение с — с, рис. 4-7), до полного сечения узкого канала (сечение Π— О). 16. Коэффициент местного сопротивления внезапному сужению при больших числах Рейнольдса (Кеь> 10«) может быть определен приближенно по расчетной . формуле автора ([4-11, 4-141) ( го 1 „2 ~Рм или более точно по формуле, полученной автором на основе обработки результатов опытов различных исследователей, 2 Рп~О г 3/4 1м= ~Рм / 2 =05 1 — — о при этом суммарный коэффициент сопротивления Рг~о Ь= 4 ( — 2=1м+~;Р, 2 Р~О где Г =- Лр ( — = Х вЂ”" -тр тр ( аг (1о — длина прямого участка после сужения).

17. Сопротивление суживающегося участка можно значительно уменьшить при осуществлении перехода от широкого сечения к узкому плавно с помощью коллектора с кри.волинейными или прямолинейными образующими (см. диаграмму 4-9). Коэффициент местного сопротивления такого суживающегося участка при Ке~> 104 ~ХЗ,, ~, 3/4* а 2 Р1 где ~' — коэффициент смягчения входа, зависящий от формы входной кромки узкого ~ Рекомендуемая в книге Альтшуля 14-63 Формула (7-251 дает близкое совпадение с опытом при больших значениях Р',/Р, и значительное Раехо кДение ~До 20 ~а) пРи малых отношениЯх Щ~ Р~о ~= ~р 2 р'2 1'+ 0 707 1 — Р о — ':о 1',,Рз (4-4) 20. Утолщение (рис. 4-8, б), срез по потоку (рис. 4-8, 8) или закругление (рис.

4-8, г) краев отверстия снижает эффект. сжатия струи в отверстии (увеличивает коэффициент заполнения е), т. е. уменьшает скорость струи У в ее самом узком сечении (Рс.= Рс и ыс < ц4. Так как эта скорость в основном определяет потери на удар, имеющие место после выхода из отверстия, то тем самым уменьшается общее сопротивление проходу через него. 21. Коэффициент сопротивления перетеканию потока через отверстия в стенке с любой формой и любой толщиной краев в рассматриваемом в п.

18 общем случае вычисляется при больших числах Рейнольдса (практически при Ке~ 10о) по обобщенной формуле автора 14-13, 4-141 ~=~р — '=~ 1 — — ' + 1 — — ' + — т 1 — — 1 — — + ~',~~, (4-Б) где ~' — коэффициент смягчения входа в отверстие, зависящий от формы его входной кромки и определяемый как ~ по диаграммам 3-1 — 3-4 н 3-7; т — коэффициент, учитывающий влияние толщины стенки, формы входной кромки отверстия и условия протекания потока через отверстие (определяется при утолщенных краях отверстия по кривой 123 канала, заделанного заподлицо::, со.::.":~ьи~~',:::-'!-'.:--:':::.:.:::.';~:,"! (см«. диаграммы 3-1, 34 и 3-7)..::;: -'-:, -"';.:.-',.'.:~.'.,::,;.~;:-::;:.-.;:4 8. В общем случае перетекеайий"',"по~ока:.".,.'.:':'-,::'."'!,:,ъ через отверстие в стенке из одного:обйма, .

в другой имеют место явления,. иллюстрируемые рис. 4-8. Поток перетекает из канала:.'1,, " расположенного перед перегородкой А с от-, верстием диаметром йо, в канал 2, располо-'; женный за перегородкой. Размеры поперечных сечений обоих каналов могут быть ббльшими или равными размеру сечения проходного отверстия. Прохождение потока через отверстие сопровождается искривлением траекторий движения частиц, вследствие чего они по инерции продолжают свое движение к оси отверстия.

Это вызывает уменьшение первоначальной площади сечения струи Р1 до площади Рс (сечения с — с), меньшей площади сечения отверстия Ро. Начиная с сечения с — с, траектории движущихся частиц выпрямляются, и в дальнейшем имеет место обычное явление внезапного расширения струи. 19. Коэффициент сопротивления перетеканию потока через отверстие с острыми краями (И)г = О, рис. 4-8, а) в общем случае вычисляется для автомодельной (квадратичной) области течения Ке = У ~10а по формуле автора ~4-11 — 4-141 23- Коэффициент сопротивления ди ф Рагмы р Различных формах краев твердыня и Ке=-- 106 получает мед ", ющие 'выражения: а) при острых краях отверстий ~' = Юз '.

=0,5; '~= 1,41 и ~тр = О, а формула (4-5) приводится к формуле автора (4-11 4-13, 4-14 вида Юе / РИ1 1=ьр / — = 0707 1 Ро + Р, о 1 (4-10) ~=Ьр 05+ 1 ~о Р ~ Ю Ю~ Ю~ Юо Ке Рис. 4-9. Зависимость коэффициента сопротивления диафрагм от числа Ке для различных значений ЩР '14-191: Х вЂ” 0,06; 2 — 0,16; 3 — ' 0,43; 4 — 0,64 Ро , 1 ~о + + ~~р (4-1 1) ~= Ьр 1+ ~ 1 ~'о (4-16) (4-12) Р~вп ~= Ар — — 2,9; (4-13) (4-14) б) при утолщенных краях отверстий ~' = 0,5, отсюда где г = ~ (И)„) см. диаграмму 4-12; в) при срезанных или закругленных по потоку краях отверстий принимаем — 2~~' и ~ = О, тогда Для срезанных по потоку краев отверстий коэффициент ~' = ~ (ИЭ,) находят по графику а, а для закругленных но потоку краев отверстий ~' определяют так же, как ~ для кругового коллектора с торцовой стенкой в зависимости от гЮ по графику б диатраммы 4-13. 24.

Коэффициент сопротивления проема в стенке неограниченной площади при различных формах краев отверстия и Ке~ 10о получает следующие выражения: а) прн острых краях отверстия ~' = 0,5, т= — 1,41 и ~ р = О, так что на основании выражения (4-9) по опытам автора 14-111 ~ = 2,7 †: 2,8; б) при утолщенных краях отверстия ~' = = 0,5, а формула (4-5) принимает вид 1=Ьр — „=1,5+т+~тр=~о+1тр (4-15) Ри'0 где ~о = 1,5 + т получен автором эксперимеыальао и - представлен в виде зависи- мости ~о = ~(1И,.) (график а) на диаграмме 4-18; в) при срезанных или закругленных по потоку краях отверстия принимаем ~ = О и т — 21~ ~', тогда где ~' определяют соответственно по графикам а и б диаграммы 4-13.

В целом ~ находят соответственно по кривым ~ = ~(ЙЭ,,) (график б) и ~= 1' фон) (график в) диаграммы 4-18. 25. Коэффициент сопротивления- внезапному изменению сечения потока зависит не только от геометрических параметров данного участка, но и от режима течения числа Рейнольдса Ве = — ~ . Харак~во1-~г ~ тер этой зависимости [4-191 см. на рис. 4-9.. Кривые на этом рисунке показывают„что в рассматриваемом случае, как и для случая трения, можно выделить три характерные области течения: а) чисто ламинарного режима, в которой зависимость ~ от Ке (в логарифмических координатах) прямолинейна; б) переходного режима, в которой нарушается линейная зависимость ~ = ~ (Ке); в) автомодельного турбулентного режима (область квадратичного закона сопротивления), в которой практически отсутствует влияние числа Рейнольдса на коэффициент сопротивления. Предельные числа Ке, после которых нарушается ламинарность течения, а также предельные значения Ке, при которых заканчивается переходный режим, зависят от геометрии данного участка.

26. В общем виде для всех областей течения коэффициент сопротивления при внезапном изменении сечения может быть выра- 125 жен. предложенной д ьтшул мул»ой - ' .:. - .;,'--- ' р .А Ке, ' ьк~ .' (4-17) де А — коэффициент„зависящий от метрии рассматриваемого участка сопротиления. 27. Д Для случая внезапного расширения сечения коэффициент сопротивления в переходной области (10 <. Йе <. 104) может быть определен по опытным кривым ~ = ~ йе » ~~о 1 — полученным Альтшулем 14-61 и Ка- 1 ревым 14-16 1' (см. диаграмму 4-1). где ~р —...коэффвииейт скорости ..и отверсгия.

с остр»ММи краями,,: зв числа Рейнольдса а '.Отнбшенйя ~'ОЖ» войе ~ ем~Го коэФФЮ нения сечения отверстия .с остры при Ро/Р, = О, зависящий'от числ / 1 са; ~д — — ~ — — 1 определяют вым ~'~о = ~1 (Йе, Р4РД,. диагр — 0,342 ЕОРе = НаХОДЯт ПО КРИ аойе = ~(йе) на том же графике; фициент' сопротивления данного рагмы для автомодельной ' (кв области„определяемый как ", по ф р у м (4-4) — (4-16); б) в пределах 10 с ' Ке 25 — "по'предлагаемой автором приближенной формуле / Р~о А ~ = ~Р / 2 = + аоКе~экв» (4-20) а' при Йе ' 10 Р~о А 2 ~=Ар 2 Ке' Рис.

4-10. Вход 8 аиаерСУПй8: а — через кольцевое ребро; б — через уступ Х 1+ 0,707 1 — — —— ~о го Р1 Р'.. ~~р + вОКе~кв ° (4-19) '» Для отверстий с острыми краями верхний предел Ке берут равным 1О', а для других форы краев — порядка 10'. Для чисто ламинарнай области (Ке <- 10) коэффициент сопротивления 2 Р~о 30 е' 2 Ке' (4-18) 28. Для случая внезапного сужения сечения коэффициент сопротивления в переходной области (10~ Ке<" 104) можно определить (см.