Местные гидравлические сопротивления

МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ И  НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АВИАЦИОННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

 

 

 

 

НА ТЕМУ:

Местные гидравлические сопротивления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 301гр. ФЛА

Пыжова К.В.

 

Принял:

Головко Ю.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Киев 2009

 

Силы, действующие на жидкость.

Давление в жидкости

Жидкость в гидравлике рассматривают как непрерывную  среду, заполняющую пространство без  пустот и промежутков, т. е. отвлекаются  от молекулярного строения жидкости и ее частицы, даже бесконечно малые, считают состоящими из большого числа молекул.

Вследствие текучести (подвижности частиц) в жидкости действуют силы не сосредоточенные, а непрерывно распределенные по ее объему (массе) или поверхности. В связи с этим силы, действующие на объемы жидкости и являющиеся по отношению к ним внешними, разделяют на массовые (объемные) и поверхностные.

Массовые силы в соответствии со вторым законом Ньютона пропорциональны массе жидкости или, для однородной жидкости, — ее объему. К ним относятся сила тяжести и сила инерции переносного движения, действующая на жидкость при относительном ее покое в ускоренно движущихся сосудах или при относительном движении жидкости в руслах, перемещающихся с ускорением.

Поверхностные силы непрерывно распределены по поверхности жидкости и при равномерном их распределении пропорциональны площади этой поверхности. Эти силы обусловлены непосредственным воздействием соседних объемов жидкости на данный объем или же воздействием других тел (твердых или газообразных), соприкасающихся с данной жидкостью. Как следует из третьего закона Ньютона, с такими же силами, но в противоположном направлении, жидкость действует на соседние с нею тела.

В общем случае поверхностная  сила ∆R, действующая на площадке ∆S, направлена под некоторым углом к ней, и ее можно разложить на нормальную ∆F и тангенциальную ∆T cоставляющие (рис. 1.1). Первая называется силой давления, а вторая — силой трения.

Как массовые, так и  поверхностные силы в гидромеханике  рассматривают обычно в виде единичных  сил, т. е. сил, отнесенных к соответствующим единицам. Массовые силы относят к единице массы, а поверхностные — к единице площади.

Так как массовая сила равна произведению массы на ускорение, следовательно, единичная массовая сила численно равна соответствующему ускорению.

Единичная поверхностная сила, называемая напряжением поверхностной силы, раскладывается на нормальное ж касательное напряжения.

Нормальное напряжение, т. е. напряжение сипы давления, называется гидромеханическим (в случае покоя — гидростатическим) давлением, или просто давлением, ж обозначается буквой р.

Если сила давления ∆F равномерно распределена по площадке ∆S, то среднее гидромеханическое давление определяют но формуле

p = ∆F/∆S.             (1.1)

В общем случае гидромеханическое  давление в данной точке равно  пределу, к которому стремится отношение силы давления к площади ∆S, на которую она действует, при уменьшении ∆S до нуля, т. е. при стягивании ее к точке

р= lim ∆F/∆S.               (1.2)

                                                            _∆S→0

Если давление р отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным, а если отсчитывают от атмосферного давления р_а, т. е. от условного нуля, то его называют избыточным (р_изб) или манометрическим. Следовательно, абсолютное давление

P_a6с = P_a+Р_изб •

За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль — давление, вызываемое силой 1Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м². Наряду с этой единицей давления применяют укрупненные единицы: килопаскаль (кПа) и мегапаскаль (МПа):

1 Па = 1 Н/м² =10^-3 кПа = 10^-6 МПа.

В технике в настоящее  время продолжают применять также  систему единиц МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда), в которой за единицу  давления принимается 1 кгс/м². Используют также внесистемные единицы — техническую атмосферу и бар

1 ат = 1 кгс/см²=10000 кгс/м²;

1 бар = 10⁵.Па = 1,02 ат.

Соотношение между единицами  давления в системах СИ и МКГСС  следующее:

1 Па = 0,102 кгс/м²  или   1 кгс/м² = 9,81 Па

Касательное напряжение в жидкости, т. е. напряжение трения, обозначается буквой τ и выражается подобно давлению пределом

τ= lim ∆T/∆S          (1.3)

                                                               _∆S→0

а размерность его та же, что  и размерность давления.

 

 

Основные свойства капельных  жидкостей

Одной из основных механических характеристик жидкости является ее плотность.

Плотностью ρ (кг/м³) называют массу жидкости, заключенную в единице объема; для однородной жидкости

ρ = m/V,              (1.4)

где m—масса жидкости в объеме V.

Удельным весом γ (Н/м³) называют вес единицы объема жидкости, т. е.

γ=G/V,              (1.5)

где G — вес жидкости в объеме V,

Например, для воды при 4 °С имеем

γ=1000 кгс/м³ = 0,001 кгс/см³ = 9,81.10³ Н/м.

Связь между удельным весом γ и плотностью ρ легко найти, если учесть, что

G = gm:

ρ = G/(gV) =γ/g.           (1.6)

Если жидкость неоднородна, то формулы (1.4) и (1.5) определяют лишь среднее  значение удельного веса или плотности  в данном объеме.;. Для определения  истинного значения γ и ρ в данной точке следует рассматривать объем, уменьшающийся до нуля, и искать предел соответствующего отношения.

Применяют еще относительную  плотность жидкости ,δ, равную отношению плотности жидкости к плотности воды при 4 ⁰С:

δ = ρ_ж/ρ_вод.             (1.7)

Коротко рассмотрим основные физические свойства капельных жидкостей.

1. Сжимаемость, или свойство жидкости изменять свой объем под действием давления, характеризуется коэффициентом β_Р (м²/Н) объемного сжатия, который представляет собой относительное изменение объема, приходящееся на единицу давления, т. е.

β_Р = -(dV/dp)(1/V)            (1.8).

Знак минус в формуле  обусловлен тем, что положительному приращению давления р соответствует отрицательное приращение (т. е. уменьшение) объема V.

Рассматривая конечные приращения ∆р = р-p₁ и ∆V = V-V₁ и считая β_Р постоянным, получаем

V≈V₁(1- β_Р∆p),

или, учитывая равенство (1.4), находим приближенную формулу  для определения плотности

ρ≈ρ₁/(1- β_Р∆p),                 (1.9)

где. ρ₁ и ρ-плотности при давлениях р₁,- и р.

Величина, обратная коэффициенту β_Р, представляет собой объемный модуль упругости К.

Через модуль К и конечные разности формулу (1.8) можно переписать в.,виде зависимости.

∆V/V =-∆p/K,             (1.8`)

которую называют обобщенным законом Гука.

Выразив объем через  плотность,. вместо формулы (1.8) получим

K=-dp/[ρd(1/ρ)]=ρdp/dρ  или К/ρ = dp/dρ = с²,           (1.10)

где с -скорость распространения продольных волн в упругой среде, равная скорости звука.

Для капельных жидкостей  модуль К несколько уменьшается с увеличением температуры и возрастает с повышением давления. Для воды он составляет при атмосферном давлении приблизительно 2000 МПа. Следовательно, при повышении давления на 0,1 МПа объем воды уменьшается всего лишь на 1/20000 часть. Такого же

порядка модуль упругости и для других капельных жидкостей, например для минеральных масел он равен приблизительно 1200 МПа.,

Как следует из формулы (1.9), при повышении давления воды, например, до 40 МПа ее плотность повышается лишь на 2 %, а масла -на 3 %. Поэтому в большинстве случаев капельные жидкости можно считать практически несжимаемыми, т. е. принимать их плотность не зависящей от давления. Но при очень высоких давлениях и упругих, колебаниях сжимаемость жидкостей следует учитывать.

Различают адиабатный и  изотермический модуль упругости. Первый больше второго приблизительно в 1,5 раза и проявляется при быстротечных процессах сжатия жидкости без теплообмена. Приведенные выше значения К являются значениями изотермического модуля.

2. Температурное расширение характеризуется коэффициентом β_Т объемного расширения, который представляет собой относительное изменение объема при изменении температуры Т на 1 °С и постоянном давлении, т. е.

β_Т ==(l/V₁)(dV/dT).          (1.11)

Рассматривая конечные приращения ∆V=V –V₁ и ∆T = Т –T₁ и принимая β_T постоянным, получаем

V=V₁(1+ β_T∆T),

 а учитывая равенство  (1.4), находим приближенную формулу__..

ρ=ρ₁/(1+ β_T∆T),                  ^j(1.12)

где ρ₁ и ρ- плотности при температурах T₁- и T.

Для воды коэффициент β_т возрастает с. увеличением давления и температуры от 14·10^-6,при .0 °С и 0,1 МПа до 700·10^-6 при 100 °С и 10 МПа. Для минеральных масел в диапазоне давлений от 0 до 15 МПа β_T можно в среднем принимать равным 800·10^-6.

3. Сопротивление растяжению внутри капельных жидкостей по молекулярной теории может быть весьма значительным. При опытах с, тщательно очищенной и дегазированной водой в ней были получены кратковременные напряжения растяжения до 23—28 МПа. Однако технически чистые жидкости, содержащие взвешенные твердые частицы и мельчайшие пузырьки газов, не выдерживают даже незначительных напряжений растяжения. Поэтому в дальнейшем будем считать, что напряжения растяжения в капельных. жидкостях не-, возможны. .'..',••••.

4. На поверхности раздела жидкости и газа действуют силы поверхностного натяжения, стремящиеся придать объему жидкости сферическую форму и вызывающие некоторое дополнительное давление. Однако это давление заметно сказывается лишь при малых объемах жидкости и для сферических объемов (капель) определяется формулой

р = 2σ/r,

где σ — коэффициент поверхностного натяжения жидкости; r - радиус сферы.

Коэффициент σ имеет следующие значения (Н/м) для разных жидкостей, граничащих с воздухом при температуре 20 ⁰С: для воды 73^-3, спирта 22,5^-3, керосина 27^-3, ртути 460·10^-3. С^; ростом температуры поверхностное натяжение уменьшается.

В трубках малого диаметра дополнительное давление, обусловленное поверхностным натяжением₎ вызывает подъем (или опускание) жидкости относительно нормального уровня, характеризующий капиллярность жидкости.

Высоту подъема смачивающей  жидкости (или опускание несмачивающей жидкости) в стеклянной трубке диаметром d определяют по формуле для полусферического мениска

h=4σ/(dγ) = k/d           (1.13)

где k (мм²) имеет следующие значения: для воды +.30, ртути -10,1; спирта

+11,5.

C явлением капиллярности, приходится сталкиваться при использовании стеклянных трубок в приборах для измерения давления, а также в некоторых случаях истечения жидкости. Большое значение приобретают силы поверхностного натяжения в жидкости, находящейся в условиях невесомости.

5. Вязкость представляет собой свойство жидкости сопротивляться сдвигу (скольжению) ее слоев. Это свойство проявляется в том, что в жидкости при определенных условиях возникают касательные напряжения. Вязкость есть свойство, противоположное текучести: более вязкие жидкости (глицерин, смазочные масла и др.) являются мерее текучими, и наоборот.

При течении вязкой жидкости .вдоль твердой стенки происходит торможение потока, обусловленное вязкостью (рис. 1.2). Скорость υ уменьшается по мере уменьшения расстояния у от стенки вплоть до υ =0 при у = 0, а между слоями происходит проскальзывание, сопровождающееся возникновением касательных напряжений (напряжений трения).

Согласно гипотезе, высказанной  впервые Ньютоном в 1686 г., а затем  экспериментально обоснованной проф. Н. П. .Петровым в 1883 г., касательное напряжение в жидкости зависит от ее рода и характера течения и при слоистом течении изменяется прямо пропорционально так называемому поперечному градиенту скорости. Таким образом

τ=μd υ/dy           (1.14)

где μ— коэффициент пропорциональности, получивший название динамической вязкости жидкости; dυ-приращение скорости, соответствующее приращению координаты dy (см, рис. 1.2).

Поперечный градиент скорости d υ /dy определяет изменение скорости, приходящееся на единицу длины в направлении нормали к стенке и, следовательно, характеризует, интенсивность сдвига, жидкости в данной точке (точнее d υ /dy -это модуль градиента скорости; сам градиент — вектор).

Из закона трения, выражаемого уравнением (1.14), следует, что напряжения трения возможны только в движущейся жидкости, т. е. вязкость жидкости проявляется лишь при ее течении. В покоящейся жидкости касательные напряжения будем считать равными нулю.

Изложенное позволяет сделать  вывод, что трение в жидкостях, обусловленное вязкостью, подчинено закону, принципиально отличному от закона трения твердых тел.

Если течение жидкости таково, что имеется еще градиент скорости в направлении, нормальном к плоскости рисунка (см. рис. 1.2), то полную производную в формуле (1.14) надо заменить частной производной d υ/dy.

При постоянстве касательного напряжения по поверхности S полная касательная сила (сила трения), действующая по этой поверхности

T = μ(d υ/dy)S.         (1.15)

Для определения размерности  вязкости μ(Па·с) решим уравнение (1.14) относительно μ, в результате чего получим

μ= τdy/d υ.

В системе СГС за единицу  вязкости принимается пуаз: 1 П = 1 дин  • с/см².

Так как 1 дин = 10^-5 H = 1,02·10^-6кгс, а 1 м² = 10⁴ см², то 1 П = 0,1 Па·с = 0,0102 кгс·с/м².

Наряду с динамической вязкостью μ применяют кинематическую

ν= μ/ρ             (1.16)

Единицей измерения  кинематической вязкости является стоке: 1 Ст=1 см²/с.

Сотая доля стокса называется сантистоксом (сСт).

Вязкость капельных жидкостей зависит от температуры и уменьшается с увеличением последней (рис. 1.3). Вязкость газов, наоборот, с увеличением температуры возрастает. Объясняется это различием природы вязкости в жидкостях и газах. В жидкостях молекулы расположены гораздо ближе друг к другу, чем в газах, и вязкость

вызывается силами молекулярного сцепления. Эти силы с увеличением, температуры уменьшаются, поэтому вязкость, падает. В газах же вязкость обусловлена, главным, образом, беспорядочным тепловым движением молекул, интенсивность которого увеличивается с повышением температуры. Поэтому вязкость газов с увеличением температуры возрастает.

Влияние температуры  на вязкость жидкостей можно оценить  формулой

μ=μ₀e^-β(T-T₀⁾                            (1.17)

где μ. и | μ₀— вязкости при температуре Т и Т₀; β- коэффициент, значение которого для масел изменяется в пределах 0,02—0,03.

Вязкость жидкостей  зависит также от давления, однако эта зависимость существенно проявляется лишь при относительно боль ших изменениях давления (в несколько десятков МПа). С увеличением давления вязкость большинства жидкостей возрастает, что может быть оценено формулой

μ μ=μ₀e^-β =μ₀e^α(p-p₀⁾            (1.18)

где μ и μ₀— вязкости при давлении р и р₀; а — коэффициент, значение которого для минеральных масел изменяется в пределах 0,02—0,03 (нижний предел соответствует высоким температурам, а верхний — низким).

Приближенная зависимость  относительной вязкости μ/μ₀ от давления для  минеральных масел показана на рис. 1.4 для предельных значений коэффициента α.

Вязкость жидкостей  измеряют при помощи вискозиметров. Наиболее распространенным является вискозиметр Энглера, который представляет собой цилиндрический сосуд диаметром 106 мм, с короткой трубкой диаметром 2,8 мм, встроенной в дно. Время t истечения 200 см³ испытуемой жидкости из вискозиметра через эту трубку под действием силы тяжести, деленное на время t_вод истечения того же объема дистиллированной воды при 20 ° С выражает вязкость в градусах Энглера: 1 °Е = t/t_вод, где t_вод = 51,6 с.

Для пересчета градусов Энглера  в стоксы в случае минеральных  масел применяют формулу

ν = 0,073⁰ Е-(0.063/⁰E).

6. Испаряемость свойственна всем капельным жидкостям, однако интенсивность испарения неодинакова у различных жидкостей и зависит от условий, в которых они находятся.

Одним из показателей, характеризующих  испаряемость жидкости, является температура ее кипения при нормальном атмосферном давлении; чем выше температура кипения, тем меньше испаряемость жидкости. В гидросистемах нормальное атмосферное давление является лишь частным случаем; обычно приходится иметь дело c испарением, а иногда и кипением жидкостей в замкнутых объемах при различных температурах и давлениях. Поэтому более полной характеристикой испаряемости является давление (упругость) насыщенных паров р_н.п, выраженное в функции температуры. Чем больше давление насыщенных паров при данной температуре, тем больше испаряемость жидкости. С увеличением температуры давление р_н.п увеличивается, однако у разных жидкостей в разной степени (рис. 1.5).

 

Если для простой  жидкости рассматриваемая зависимость является вполне определенной, то для сложных жидкостей, представляющих собой многокомпонентные смеси (например, для бензина и др.), давление р_{н п} зависим не только от физико-химических свойств и температуры, но и от соотношения, объемов жидкой и., паровой фаз. Давление насыщенных паров возрастает с увеличением части объема, занятого жидкой фазой. Обычно значения упругости паров сложных жидкостей даются для отношения паровой и жидкой фаз, равного 4:1.

7. Растворимость газов в жидкостях характеризуется количеством растворенного газа в единице объема жидкости, различна для разных жидкостей и изменяется .с увеличением давления.

Относительный объем  газа, растворенного в жидкости до ее полного насыщения, можно считать по закону Генри иряыо пропорциональным давлению, т. е.

V_г/V_ж=kp/p_0,

где V_г -объем растворенного газа, приведенный к нормальным условиям (p₀, Т₀); V_ж -объем жидкости; k — коэффициент растворимости; р — давление жидкости.

Коэффициент k имеет следующие значения при 20 °С: для воды . 0,016, керосина 0,13, минеральных масел 0,08, жидкости АМГ-10 — 0,1.

При понижении . давления выделяется растворенный в жидкости газ, причем интенсивнее, чем растворяется в ней. Это явление может отрицательно сказываться на. работе гидросистем.

 

Список литературы:

 

 

 

Некрасов Б.Б., Башта  Т.М.- Гидравлика, гидромашины и гадроприводы

 

Гидравлические сопротивления

Потери удельной энергии  в потоке жидкости, безусловно, связаны  с вязкостью жидкости, но сама вязкость - не единственный фактор, определяющий потери напора. Но можно утверждать, что величина потерь напора почти всегда пропорциональны квадрату средней скорости движения жидкости. Эту гипотезу подтверждают результаты большинства опытных работ и специально поставленных экспериментов. По этой причине потери напора принято исчислять в долях от скоростного напора (удельной кинетической энергии потока). Тогда:

Потери напора принято  подразделять на две категории:

потери напора, распределённые вдоль всего канала, по которому перемещается жидкость (трубопровод, канал, русло реки и др.), эти потери пропорциональны длине канала и называются потерями напора по длине сосредоточенные потери напора: потери напора на локальной длине потока (достаточно малой по сравнению с протяжённостью всего потока). Этот вид потерь во многом зависит от особенностей преобразования параметров потока (скоростей, формы линий тока и др.). Как правило, видов таких потерь довольно много и их расположение по длине потока зачастую далеко не закономерно. Такие потери напора называют местными потерями или потерями напора на местных гидравлических сопротивлениях. Это вид потерь напора также принято исчислять в долях от скоростного напора

Тогда полные потери напора можно представить собой как  сумму всех видов потерь напора:

Оценка величины местных  потерь напора практически всегда базируются на результатах экспериментов, по результатам таких экспериментов определяются величины коэффициентов потерь. Для вычисления потерь напора по длине имеются более или менее надёжные теоретические предпосылки, позволяющие вычислять потери с помощью привычных формул.

Потери напора на местных гидравлических сопротивлениях

Несмотря на многообразие видов местных гидравлических сопротивлений, их всё же можно при желании  сгруппировать: потери напора в руслах при изменении размеров живого сечения, потери напора на местных гидравлических сопротивлениях, связанных с изменением направления движения жидкости, потери напора при обтекании преград.

Внезапное расширение русла. Внезапное расширение русла чаще всего наблюдается на стыке участков трубопроводов, когда один трубопровод сочленяется с магистральным трубопроводом большего диаметра. Величина коэффициента потерь напора в данном случае определяется с достаточной точностью на теоретическом уровне. Поток жидкости движущейся в трубопроводе меньшего диаметра d, попадая в трубу большего диаметра, касается стенок нового участка трубопровода не сразу, а лишь в сечении 2-2'. На участке между сечениями 1 - Г и 2-2' образуется зона, в которой жидкость практически не участвует в движении по трубам, образуя локальный вихревой поток, где претерпевает деформацию. По этой причине часть кинетической энергии движущейся жидкости тратиться на поддержание «паразитного» сращения и деформации жидкости. Величины средних скоростей жидкости в сечениях можно определить из условия неразрывности.

Тогда величина потерь напора при внезапном расширении русла  определится:

Таким образом, можно  сказать, что потеря напора при внезапном  расширении потока равна скоростному  напору, соответствующему потерянной скорости.

Плавное расширение русла (диффузор). Плавное расширение русла называется диффузором. Течение жидкости в диффузоре имеет сложный характер. Поскольку живое сечение потока постепенно увеличивается, то, соответственно, снижается скорость движения  жидкости и увеличивается давление. Поскольку, в этом случае, в слоях жидкости у стенок диффузора кинетическая энергия минимальна (мала скорость), то возможна остановка жидкости и интенсивное вихреобразование. По этой причине потери энергии напора в диффузоре будут зависеть от потерь напора на трение и за счёт потерь при расширении:

2

где:    - площадь живого сечения на входе в диффузор,

S₂ - площадь живого сечения на выходе из диффузора, а - угол конусности диффузора,

- поправочный коэффициент, зависящий  от условий расширения потока в диффузоре.

Внезапное сужение  канала. При внезапном сужении канала поток жидкости отрывается от стенок входного участка и лишь затем (в сечении 2 - 2)касается стенок канала меньшего размера. В этой области потока образуются две зоны интенсивного вихреобразования (как в широком участке трубы, так и в узком), в результате чего, как и в предыдущем случае, потери напора складываются из двух составляющих (потерь на трение и при сужении). Коэффициент

потерь напора при  гидравлическом сопротивлении внезапного сужения потока можно определить по эмпирической зависимости, предложенной И.Е. Идельчиком:

или взять по таблице:

Плавное сужение канала. Плавное сужение канала достигается с помощью конического участка называемого конфузором. Потери напора в конфузоре образуются практически за счёт трения, т.к. вихреобразование в конфузоре практически отсутствует. Коэффициент потерь напора в конфузоре можно определить по формуле:

При большом угле конусности а >50° коэффициент потерь напора можно определять по формуле с внесением поправочного коэффициента.

Нормальный вход в  трубу. Из резервуаров, где хранятся жидкости вход в выкидной трубопровод осуществляется в так называемом нормальном исполнении, т.е. когда осевая линия патрубка трубопровода располагается по нормали к боковой стенку резервуара. Этот вид гидравлических сопротивлений также можно отнести к сопротивлениям связанным с изменением размеров русла,  просто здесь размеры нового русла бесконечно малы по сравнению с размерами исходного русла с сечением резервуара. В этом случае внутри выкидного патрубка вытекающая из резервуара жидкость заполняет всё сечение трубы не сразу, а лишь на некотором расстоянии от входа. В этой области в застойной зоне часть жидкости совершает вращательное движение и созданный таким образом вихрь порождает дополнительные г

 гидравлические сопротивления.  Коэффициент потерь напора при этом приблизительно составляет половину скоростного напора:

Выход из трубы в  покоящуюся жидкость. Это обычный элемент стыковки напорной части трубопровода с резервуаром. Входной патрубок трубопровода располагается нормально к боковой  стенке резервуара. Этот вид гидравлических сопротивлений также можно рассматривать как разновидность внезапного расширения потока жидкости до бесконечно большого сечения. Величина коэффициента потерь напора, в большинстве случаев, принимается равной одному скоростному напору.

Внезапный поворот  канала. Под таким гидравлическим сопротивлением будем понимать место соединения трубопроводов одинакового диаметра, при котором осевые линии трубопроводов не совпадают, т.е. составляют между собой некоторый угол а Этот угол называется углом поворота русла, т.к. здесь изменяется направление движения жидкости. Физические основы процесса преобразования кинетической энергии при повороте потока достаточно сложны и следует рассмотреть лишь результат этих процессов. Так при прохождении участка внезапного поворота образуется сложная форма потока с двумя зонами вихревого движения жидкости. На практике такие элементы соединения трубопроводов называют коленами. Следует отметить, что колено как соединительный элемент является крайне нежелательным ввиду значительных потерь напора в данном виде соединения. Величина коэффициента потерь напора будет, в первую очередь, зависеть от угла поворота русла и может быть определена по эмпирической формуле или по таблице:

Плавный поворот канала Этот вид гидравлических сопротивлений можно считать более благоприятным (экономичным) с точки зрения величины потерь напора, т.к. в данном случае опасных зон для образования интенсивного вихревого движения жидкости практически нет. Тем не менее, под действием того, что при повороте потока возникают центробежные силы, способствующие отрыву частиц жидкости от стенки трубы, вихревые зоны всё же возникают. Кроме того, при этом возникают встречные потоки жидкости

направленные от внутренней стенки трубы к внешней стенке трубы. Коэффициент потерь

напора определяется по эмпирическим формулам или по таблицам. При угле поворота русла на 90° и :

При угле поворота русла а)100° :