Экспериментальное определение коэффициентов местных сопротивлений.

Рис.Схема экспериментальной установки для определения коэффициента местных сопротивлений

Наиболее точным способом исследования коэффициентов мест­ного сопротивления является исследование их на модельном трубопроводе, в точности копирующем тот, на котором это местное сопротивление будет уста­новлено.

В этом случае сначала определяются потери удель­ной энергии модельного тру­бопровода без местного со­противления, а затем потери удельной энергии в том же трубопроводе, но с местным сопротивлением, Потери энергии, вызванные местным сопротивлением, находят как разность потерь энергии в обоих случаях.

Весьма часто местные со­противления исследуются без уточнения их месторас­положения в будущем.

В этом случае лучшим способом является также ме­тод модельного трубопрово­да, однако модель представ­ляет прямой трубопровод достаточной длины, в цен­тре которого смонтировано исследуемое местное сопро­тивление. Так же как и в предыдущем случае потери удельной энергии определя­ют как разность потерь удельной энергии в трубо­проводе с местным сопро­тивлением и только в тру­бопроводе (без местного со­противления). Для того что­бы избавиться от предвари­тельного определения сопро­тивления самого трубопро­вода, исследование может быть осуществлено методом двух дифференциальных манометров (или четырех пьезометров), как показано на рис., Здесь I — труба; II—испытываемое местное сопротивление; III и IV —два дифференциальных ртутных манометра; V — мерный бак; VI — термометр. Манометры должны быть присоединены в таких сечениях трубопровода, где распределение скоростей по живым сечениям потока можно считать одинаковым (a₁=a₂=a₃=a₄) Для того чтобы на одной и той же установке можно было производить исследование различных местных сопротивле­ний, длины отдельных участков опытного трубопровода следует брать побольше. Размеры, показанные на рис., обеспечи­вают достаточную точность исследования.

При соблюдении поставленных выше условий дифференциаль­ный манометр III позволяет определить значение

равное сумме потерь удельной энергии по длине на участке 1—4 и в местном сопротивлении

Дифференциальный манометр IV позволяет определить значение

равное сумме потерь удельной энергии по длине па участке, вдвое меньшем предыдущего, и в том же местном сопротив­лении:

Таким образом, для определения h_м имеются два уравне­ния, откуда находим:

Зная на основании предыдущего, что можно найти и коэффициент сопротивления ζ_м по формуле:

ζ_м-коэффициент местного сопротивления, зависящий от числа Re, формы местного сопротивления, шероховатости его поверхностей и т.д.

объемный вес жидкости γ = ρ g,

P1 и P2 - давления соответственно в сечениях 1 и 2.

Эквивалентная длина

Иногда местные сопротивления выражают через эквивалентную длину прямого участка трубопровода . Эквивалентной длиной называют такую длину прямого участка трубопровода данного диаметра, потери напора в котором при пропуске данного расхода равны рассматриваемым местным потерям.

, получаем ,или .

Эта формула позволяет весьма просто оценивать роль потерь удельной энергии в местном сопротивлении по сравнению с потерями по длине в общем балансе потерь.