Для случая взаимного расширения (рис.8.1) трубы значение коэффициента сопротивления или потери напора достаточно точно найти теоретическим изменением.
При внезапном расширении трубы поток
срывается и расширяется не внезапно, а постепенно, причем в кольцевом пространстве между
потоком и стенкой трубы образуются вихри, которые и являются причиной потерь
энергии.
Рассмотрим два сечения горизонтального потока 1-1 и 2-2. Так как
поток между рассматриваемые сечениями расширяется, то скорость его уменьшается, а давления
возрастает. Поэтому второй пьезометр показывает высоту, на ”h большую, чем первый. Но если бы не было потерь
напора, то его показания были бы еще большими на h
. Эта высота h
и есть местные потери на расширения.
Прежде чем составлять исходные уравнения, сделаем следующие допущения:
1. Распределения
скоростей в сечениях 1-1 и 2-2 равномерное, т.е. ±
= ±
=1
2. Касательное напряжение на стенке трубы между сечениями 1-1 и 2-2 равно нулю.
3. Давление
p
в сечении 1-1 действует по всей площади
Й
Запишем для сечений 1-1 и 2-2 уравнение Бернулли:
p
U
p
U
(8.1)