Идельчик И.Е. - Справочник по гидравлическим сопротивлениям, страница 5

формулу (1-14)1", Яр — секундный объемный расход жидкости или рабочего газа, ма/с [см. формулу (1-13)1; рр — плотность жидкости илн рабочего газа, камо (см. формулу (1-15) 1; Р— принятая площадь сечения рассчитываемого элемента трубы (канала), м"". 11. Коэффициент сопротивления трения рассчитываемого элемента выражается через линейный коэффициент сопротивления трения так: ьтр = ~ '1~г 12.

Коэффициенты сопротивления Х и соответственно ~ при постоянном значении И)г и несжимаемом потоке зависят от числа Рейнольдса Ке и степени шероховатости ~о стенок канала Ьо = — ' или Ь = —. ВР ~Р 13. Коэффициент местного сопротивления 1,м ЗаВИСИт ГЛаВНЫМ ОбРаЗОМ От ГЕОМЕтРИЧЕ- ских параметров рассчитываемого элемента трубы (канала), а также от некоторых общих факторов движения, к числу которых относятся: 1) характер распределения скоростей при входе потока в рассматриваемый элемент трубы; распределение скоростей, в свою очередь, зависит от режима течения, формы входа канала, формы и удаленности различных фасонных частей или препятствий, расположенных перед рассматриваемым элементом, длины предшествующего прямого участка и т.п.; 2) число Рейнольдса; 3) число Маха М= Ма.

14. Принцип наложения потерь применяют не только при расчете отдельного элем.нта трубы (канала), но и при гидравлическом расчете сети в целом. Это означает, что арифметическая сумма потерь отдельных элементов трубы (канала) дает общее сопротивление сети Лробщ. При этом подразумевается, конечно, что учтено и взаимное влияние близко расположенных один от другого элементов сети 1.

15. Принцип наложения потерь можно осуществить двумя методами: 1) сложением абсолютных значений гидравлического сопротивления отдельных элементов сети и ЛР 4 = — ~~~ ЛР, (1-441 4=1 Предложенные в последнее время Скооельцыным н Хомутовым формулы учета взанмного влняння местных сопротнвленнй относятся только к определенным тяпам фасонных частей. Рис. 1-И. Заеисимасть козф«р«щиента скорости ср, зааолнения сечения (сжатия) в и расхода р при истечении из отверстич с острой крол~кой от числа Ке (1-51) 8,9 р,~ =О 5~~ ««З з С учетом выражения (1-48) и уравнения неразрывности формула (1-47) примет вид 2 иск = «р Р— ЫР(г+ О+р1 — р -1 / Ро 1 — М1 — вср ~Р, ) 1~ 2р„,т =Ф (1-49) 1 — И1 — 'е«р 1 где рис, = — [дР (~+ ~) + р, — р, Р— сж давление истечения, Па. 3.

Если площадь сечения отверстия (насадка) пренебрежимо мала по сравнению с площадью сечения сосуда, то формула (1-49) упрощается: ч/2 и, =-«р ~ — [аР(г+О+Р— рс.1 = Р = «Р 1~ 2рист" (1-50) 4. Объемныи расход жидкости (несжимаемого газа) через отверстие ~ = о~сжзРо = «' 2рист «1'еРо Р 1 — Л' е«р — о Р1 ,Р ~ 2рвст ц "о ~„~о где р = е«р — коэффициент расхода через отверстие (насадок). При Ро»» Р Я= ~«РоР 2Р (1-52) при этом величина 1 1.« 1:= — У где «, — суммарный коэффициент сопротивления отверстия (насадка), приведенный к средней скорости патока ао в сечении Р, отверстия.

5. Коэффициент расхода р, через отверстие в тонкой стенке зависит ат формы его Ро входной кромки и отношения площадей Р 3 а также от числа Рейнольдса (поскольку величины е, «р и ~ зависят от этих параметров). 6. Коэффициент расхода и через насадки в дне или в стенке сосуда может меняться в очень широких пределах (от нуля до величин больших единицы, поскольку форма и другие параметры насадков могут быть совершенно различными). Коэффициент расхода является также функцией чисел Рейнольдса — йет Фруда — Рг = "'т и Ве,Фо т о 2рнстР~о циент поверхностного натяжения жидкости.

При Гг ~ 10 и Фе ~ 200 влиянием гравитационных и поверхйостных сил на коэффициент расхода можно пренебречь. 7. Зависимости коэффициентов в, «р и р, для отверстий в тонкой стенке от числа п«т~о Рейнольдса йе. = т о где вт = чГ 2 — [орг + р, — р 1 — теоретиче- Р Ж ская скорость истечения через отверстие в сжатом сечении струи при оу1= О; Зов диаметр отверстия) могут быть определены при Рой', = 0 на основании графиков рис. 1-13, предложенных Альтшулем [1-21.

8. При Йе3> 10 000 значения р для рассматриваемого случая могут быть найдены приближенно: для круглого отверстия— па формуле Альтшуля [1-21 5,5 р =О,59+ =" Ке для прямоугольного и квадратного сечений — по формулам Френкеля [1-351 8,9 р =059- Щ~ > ~ г— 9. Значения р для отверстий и насадков (рис. 1-14) могут быть определены по формулам автора [1-13 ~, приведенным в табл. 1-11. Более подробные данные по коэффициентам расхода через отверстии и насадки при различных условиях входа и режимах течения даны в работах Геллера, Комлева, Скобельцына и Межирова [1-8„1-15, 1-28 1, яе ф Ъ (у — в ~ф~ Ъ г е,/ ф~ е/ Рис.

1-И. Иапечение из сосуда через различные насадки г = гл и гв — глубины погружения ц '" тяжести отверстия относительно свобощ~' уровня жидкости соответственно в резер рах А и 8, м; рт = ря — давление на свободной пове'- ности в резервуаре А, Па; рсж = рЛ+ йог — даВЛЕйИЕ В Сжат()М;,."' чении струи„где рв — давление на св, ". ной поверхности в резервуаре 8, Па. 1-11. Значения ковффициентев расхода Формулы расчета р Форма отверстия, насадка при равличных Р,/Р, 1 В, + Р, Ке' 1+ 0,707 1 — — О Р, В, = 5,5 для круглого отверстия; В~ — — 8,9 для прямоугольного отвер- стия 1,5 — 0,5 — ' Р, То же 0.71 а, То же при 1/й, с 3,0 (срывное течение, рнс.

1-14, г) Конический сходящийся насадок (и = 13', рис. 1-14, д); Ке - 10~ К 1,2 — 0,2 Ро/Р, 1 Конидальный насадок или насадок со скругленным входом (рис, 1-14, е); Ке ) 104' Внешний конический насадок: входная кромка острая; и = 15; Р,/Р~ = 2,0 (рис. 1-14. ж) Плавно сходящийся и расходящийся насадок (труба Вентури) при п б —: 8', Р~/Р~ = 4 и и,/Рв =~ 2 (рис.

1-14, а) У1,07 — 0,0? Р~/Р, ЙеХ Х10-в 4 и 2.15 2,32 2,43 2.60 а также в работе Вакиной [1-71. Коэффипиенты расхода через проем, защищенный воздушной завесой, см. в работе Эльтермана 11-391. 10. Скорость истечения жидкости и расход через затопленное отверстие (рис. 1-15) определяют соответственно по формулам (1-49) — (1-52) для незатопленного отверстия, но при этом принимают: Отверстие в тонкой стенке (дне) сосуда (рнс. 1-14, а); Ке =~ 10~ Внешний цилиндрический насадок. Входная кромка острая 1Д) ~ = 3,0 (рис.

1-14, а и б); Ке > 10~ Внутренний цилиндри чески й н а садок. Входная кромка утол|ценнвя (б/В, ) 0,05); Е/й~ = 3,0 (рис. 1-14, г); йе - 10' Внутренний цилиндрический насадок. Входная кромка острая (6/1) 9 = О); 1/1Э, = 3,0. (рнс. 1-14, 8); Ке ~ 10~ 0,59 + О. 82 ".',$' 0,52 ' ". 0,5 0,92 0,97',,;,;-"~ О, 65 — Ок, ~ = РРого«~о = получаем (1-55) Рис. 1-1о. Устайаеки н«2енетителя е сети (1-53) Рис. 1-15. Истечение из затоп- ленного отверстия Для случая 1=0 и — '= 0 ~'о т1 ч/ 2 ысж = «р — (ЯР~о РА — Р~з) Р / 2 Я = ~ 1' — (Д о + РА — Р.в) где яо = гл — гв.

Если р1 и ря равны атмосферному давлению, то при относительно малом отверстии к'сж = «р~ 2Ыо Я = Р'го ~ 2Ы~оЗначения «р и р, находят так же, как и выше. Истечение сжимаемого газа 1. При истечении газа (пара, воздуха) в атмосферу под высоким давлением резка изменяется его объем. Поэтому необходимо учитывать сжимаемасть газа. Пренебрегая потерями в насадке, из которого происходит истечение идеального газа, и влиянием его массы, скорость адиабатического истечения можно определить по формуле Сен-Венана— Венцеля: ,/ ~+1 ю (1-54) где индекс «1» показывает, чта соответствующие величины относятся к сечению трубы «сосуда) да узкого сечения насадка, а <ɻ— к самому узкому сечению насадка или к среде, куда происходит истечение газа (например, ат масфер а1.

2. При уменьшении р,/р1 скорость истечения во возрастает до тех пор, пока это отношение давлений не станет равным критическому: При р /р, = (р,/р )„скорость в узком сечении Р„насадка равна скорости звука в данной среде. При дальнейшем понижении ро/р1 скорость в узком сечении остается равной скорости звука, а струя на выходе начинает расширяться.

Таким образом, при понижении отношения давлений ниже критического массовый расход газа не увеличивается, а остает- ся 1 М- 1Ги = РРа 1~ 1) ~ 1 Р1Р« ° Поэтому формула (1-53) или (1-54) может быть применена для вычисления скорости и соответственно расхода лишь при ро/р1 ~ ~ (ро!Р,)„р. При рор, < (Р,ЬР,)„р следует пользоваться формулой (1-55).

1-8. Работа нагнетателя в сети 1. Для приведения в движечие жидкой или газовой среды на концах данного участка следует создать определенную разность пол- ных давлений с помощью нагнетателя (насоса, вентилятора, дымососа, компрессора). 2. Полное давление, развиваемое нагнетателем, в самом общем случае расходуется: а) на покрытие разности давлений в объеме всасывания и объеме нагнетания; б) на преодоление избыточного геометрического давления (отрицательной самотяги), т. е. на подъем жидкости или газа, который тяжелее атмосферного воздуха, на высоту г от начального сечения сети до конечного сечения (при положительной самотяге последнюю вычитают из давления нагнетателя; в) на создание скоростного давления на выходе жидкости (газа, рис.