Гидравлическое сопротивление трения труб
Гидравлические потери или гидравлическое сопротивление — безвозвратные потери удельной энергии (переход её в теплоту) на участках гидравлических систем (систем гидропривода, трубопроводах, другом гидрооборудовании), обусловленные наличием вязкого трения.
Калькулятор расчета коэффициента гидравлического сопротивления трения труб
| Расход жидкости | |
| Коэффициент кинематической вязкости ( для воды тем-рой 100C = 1,3, 200C = 1) | |
| Диаметр трубопровода | |
| Длина трубопровода | |
| Плотность жидкости | |
| Коэффициент шероховатости стенок трубопровода | |
| Режим течения | |
| Скорость движения жидкости в трубопроводе, м/c | |
| Число Рейнольдса (Re) | |
| Коэффициент трения (λ) | |
| Коэффициент гидравлического сопротивления (ξ) | |
| Потеря давления (Δp), Па | |
Гидравлические потери принято разделять на два вида:
- потери на трение по длине — возникают при равномерном течении, в чистом виде — в прямых трубах постоянного сечения, они пропорциональны длине трубы;
- местные гидравлические потери — обусловлены т. н. местными гидравлическими сопротивлениями — изменениями формы и размера канала, деформирующими поток. Примером местных потерь могут служить: внезапное расширение трубы, внезапное сужение трубы, поворот, клапан и т. п.
Во многих случаях приближённо можно считать, что потери энергии при протекании жидкости через элемент гидравлической системы пропорциональны квадрату скорости жидкости. По этой причине удобно бывает характеризовать сопротивление безразмерной величиной ζ, которая называется коэффициент потерь или коэффициент местного сопротивления и такова, что
То есть в предположении, что скорость w по всему сечению потока одинакова, ζ=Δp/eторм, где eторм = ρw²/2 —энергия торможения единицы объёма потока относительно канала. Реально в потоке скорость жидкости не равномерна, в справочной литературе в данных формулах принимается среднерасходная скорость w=Q/F, где Q — объёмный расход, F — площадь сечения, для которого рассчитывается скорость[1]. Таким образом, средняя энергия торможения потока обычно несколько больше ρw²/2, см. Среднее квадратическое.
Для линейных потерь обычно пользуются коэффициентом потерь на трение по длине (также коэффициент Дарси) λ, фигурирующего в формуле Дарси — Вейсбаха
где L - длина элемента, d - характерный размер сечения (для круглых труб это диаметр). Иначе в единицах давления
таким образом, для линейного элемента относительной длины L/d коэффициент сопротивления трения ζтр=λL/d.