Потери энергии (уменьшение гидравлического напора) можно наблюдать в движущейся жидкости не только на сравнительно длинных участках, но и на коротких. В одних случаях потери напора распределяются (иногда равномерно) по длине трубопровода - это линейные потери; в других - они сосредоточены на очень коротких участках, длиной которых можно пренебречь, - на так называемых местных гидравлических сопротивлениях: вентили, всевозможные закругления, сужения, расширения и т.д., короче всюду, где поток претерпевает деформацию. Источником потерь во всех случаях является вязкость жидкости.
Следует заметить, что потери напора и по длине и в местных гидравлических сопротивлениях существенным образом зависят от так называемого режима движения жидкости
Виды гидравлических сопротивлений и потерь напора
Экспериментальное определение потерь напора.
Рассматриваем режимы движения жидкости и расчетные приемы для определения потерь напора, или потерь удельной энергии при движении реальной (вязкой) жидкости.
При движении жидкости в трубах происходят затраты энергии потока на преодоление сопротивления движению (потери напора). Эти потери напора в общем виде могут быть получены из уравнения Бер-нулли для реальной жидкости при плавно изменяющемся движении.
(1.64)
Возникающие при движении жидкости сопротивления (гидравлические сопротивления) можно разделить на два вида: сопротивления по длине потока и местные сопротивления. Первые из них проявляются по всей длине потока, пропорциональны длине участков труб и обусловлены силами трения.
Местные сопротивления обусловлены различными конструктивными элементами и местными преградами (препятствиями) в потоке (поворот потока, колено, отвод, тройник, сужение или расширение русла, кран, задвижка и т.п.). Соответственно видам гидравлических сопротивлений потери напора разделяются на потери напора по длине hдл и местные потери напора hм.
При проведении расчетов используют принцип наложения потерь, заключающийся в том, что общую потерю напора условно рассматривают как сумму потерь напора, вызываемых каждым сопротивлением в отдельности, т.е.
(1.65)
где ∑hдл – сумма потерь напора по длине на всех участках рассчитываемого трубопровода или открытого русла, а ∑hm - сумма всех местных потерь напора.