акие сопротивления называют местными? По каким формулам определяются потери напора на местных сопротивлениях? Раскройте физический смысл местных потерь.

Местными сопротивлениями называются, в отличие от сопротивлений по длине, сосредоточенные на коротких участках трубопровода потери напора, вызванные местным отрывом вихрей, а также нарушением структуры потока. Эти процессы в значительной степени зависят от формы местных сопротивлений. Условно местные сопротивления можно разделить на несколько видов, представленных на рис. 1.

Внезапное расширение Внезапное сужение

Диффузор Конфузор

Диафрагма Закругление трубопровода

К местным сопротивлениям, в частности, относятся участки трубопроводов, имеющих переходы с одного диаметра на другой, колена, раструбы, тройники, крестовины, всякого рода запорные устройства и приспособления (краны, задвижки, вентили, клапаны), а также фильтры, сетки, специальные устройства входа и выхода к насосам (диффузоры, конфузоры).

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.

Физический смысл гидравлических потерь на трение по длине заключается во внутреннем трении в жидкости, поэтому эти потери имеют место не только в шероховатых, но и в гладких трубах. Фактически это потери, возникающие в прямых трубах постоянного сечения.

Потери на трение по длине определяют по формуле Дарси-Вейсбаха:

где l - коэффициент потерь на трение по длине (коэффициент Дарси), в общем случае является функцией двух величин: относительной шероховатости и числа Рейнольдса , т.е. ;

l – длина трубопровода;

d – диаметр трубопровода;

v – средняя скорость жидкости в трубопроводе;

n - кинематическая вязкость жидкости

D - абсолютная шероховатость.

Таким образом, потери на трение по длине прямопропорциональны коэффициенту трения, длине трубопровода, квадрату средней скорости жидкости в трубопроводе и обратнопропорциональны диаметру. Т.е с увеличением длины трубопровода и уменьшением его диаметра потери на трение увеличиваются.

Физический смысл местных гидравлических потерь заключается в трении, обусловленном перестройкой эпюры скоростей потока, вызванном резкой деформацией потока. При протекании жидкости через местные сопротивления изменяется её скорость, и обычно возникают крупные вихри.