Коэффициент местного сопротивления
На этой странице собрана информация по коэффициентам местного сопротивления для основных элементов инженерных сетей с краткими пояснениями и ссылками на калькуляторы, если вы не найдете нужный вам элемент посмотрите в этом справочнике.
Коэффициент местного сопротивления задвижки
ЗАДВИЖКА
Коэффициент сопротивления открытой задвижки ξ = 0,4 — 0,5. Коэффициент сопротивления также напрямую зависит от степени закрытия, чем больше степень закрытия, тем выше ξ.
Коэффициент местного сопротивления шарового крана
ШАРОВОЙ КРАН
Коэффициент сопротивления открытого шарового крана ξ = 0,1 — 0,15. Коэффициент сопротивления также напрямую зависит от степени закрытия, чем больше степень закрытия, тем выше ξ.
Коэффициент местного сопротивления вентиля
ВЕНТИЛЬ
Коэффициент сопротивления обыкновенного вентиля ξ = 7 — 20, прямоточный вентиля ξ = 2 — 3 в зависимости от его диаметра.
Чем больше диаметр тем меньше ξ. Коэффициент сопротивления также напрямую зависит от степени закрытия, чем больше степень закрытия, тем выше ξ.
Чем больше диаметр тем меньше ξ. Коэффициент сопротивления также напрямую зависит от степени закрытия, чем больше степень закрытия, тем выше ξ.Коэффициент местного сопротивления обратного клапана
ОБРАТНЫЙ КЛАПАН
Для технических расчетов коэффициент сопротивления обратного клапана ξ = 1 — 5 в зависимости от диаметра.
Коэффициент местного сопротивления тройника
ТРОЙНИК
Зависит от типа тройника: тройник на проход ξ = 0,5
тройник на ответвление ξ = 1,5
тройник на разделение ξ = 3
тройник на слияние ξ = 1,5
Коэффициент местного сопротивления крестовины
КРЕСТОВИНА
Крестовина на проход — коэффициент сопротивления ξ = 2, крестовина на ответвление — ξ = 3
Коэффициент местного сопротивления фильтра
ФИЛЬТР
Коэффициент сопротивления зависит от типа фильтра (косой или промывной) и его диаметра ξ = 5 — 12
Коэффициент местного сопротивления диафрагмы
ДИАФРАГМА
Коэффициент местного сопротивления диафрагмы определяется расчетным путем и зависит от соотношения диаметра сужения к диаметру трубопровода.
Рассчитать коэффициент сопротивления и потерю напора на диафрагме поможет наш калькулятор:
Коэффициент местного сопротивления сужения
ПЛАВНОЕ СУЖЕНИЕ (КОНФУЗОР)
Коэффициент местного сопротивления плавного сужения определяется расчетным путем и зависит от соотношения диаметра до сужения к диаметру после сужения и угла раскрытия конфузора.. Рассчитать коэффициент сопротивления и потерю напора на сужении поможет наш калькулятор:
ВНЕЗАПНОЕ СУЖЕНИЕ
Коэффициент местного сопротивления внезапного сужения определяется расчетным путем и зависит от отношения диаметра до сужения к диаметру после сужения.
Рассчитать коэффициент сопротивления и потерю напора на внезапном сужении поможет наш калькулятор:Коэффициент местного сопротивления расширения
ПЛАВНОЕ РАСШИРЕНИЕ (ДИФФУЗОР)
Коэффициент местного сопротивления диффузора определяется расчетным путем и зависит от соотношения диаметра до расширения к диаметру после расширения и угла раскрытия диффузора. Рассчитать коэффициент сопротивления и потерю напора на сужении поможет наш калькулятор:
ВНЕЗАПНОЕ РАСШИРЕНИЕ
Коэффициент местного сопротивления внезапного расширения определяется расчетным путем и зависит от отношения диаметра до расширения к диаметру после расширения.
Рассчитать коэффициент сопротивления и потерю напора на внезапном сужении поможет наш калькулятор:
Коэффициент местного сопротивления поворота
ПЛАВНЫЙ ПОВОРОТ
Коэффициент местного сопротивления поворота можно определить как по таблицам так и расчетным путем и зависит от радиуса и угла поворота. Рассчитать коэффициент сопротивления и потерю напора на на плавном повороте поможет наш калькулятор:
Значение коэффициента местного сопротивления для других элементов инженерных сетей можно посмотреть в этом справочнике.
Гидравлическое сопротивление: виды и коэффициенты
Местные гидравлические сопротивления — зачастую причина кавитации.
Как рассчитывать коэффициенты разных сопротивлений? Какова зависимость между сопротивлениями и кавитацией?
Оглавление:
Коэффициент гидравлического сопротивления;
Местные гидравлические сопротивления;
Одно из основных понятий в гидравлике — гидравлические потери (сопротивление). Речь идет о потерях, которые наблюдаются при движении жидкости по водопроводящим каналам.
Условно гидравлические потери можно разделить на две группы:
- потери трения. Представляют собой следствие движения жидкости в проточной части насоса, каналах или трубах;
- потери на вихреобразовании.
Исследования потерь энергии потока (потерь напора насосов), обусловленных местными сопротивлениями, проводятся уже не одно десятилетие.
В разное время в России и за рубежом проводились различные экспериментальные исследования, которые позволили получить множество данных относительно разных местных сопротивлений. В теории гидравлических сопротивлений ученые продвинулись не так далеко: до сих пор не удается создать универсальные формулы, которые можно было бы применять с любыми типами локальных сопротивлений, — пока речь идет о некоторых местных сопротивлениях.
Коэффициент гидравлического сопротивления: это что такое и как высчитывается
Гидравлическое сопротивление измеряется в единицах давления или линейных единицах столба жидкости, потерях напора.
Общая формула потери напора выглядит так:
△H = △P/(pg),
где △P — потери в единицах давления,
p — плотность среды,
g — ускорение свободного падения.
В сфере промышленности, в производственной практике перемещение жидкостей в потоках неразрывно связано с необходимостью преодоления гидравлического сопротивления трубы по всему пути потока.
Чтобы преодолевать местные сопротивления, поток затрачивает определенную часть энергии — в этом случае речь идет о потере напора на локальные сопротивления. Как правило, такие потери выражают в долях от скоростного напора, который соответствует средней скорости среды в трубах до местного сопротивления либо после него.
Найти данные о коэффициентах местных гидравлических сопротивлений можно в соответствующих учебниках, пособиях, справочниках по гидравлике — данные могут быть представлены в разном виде, например как отдельные значения коэффициента гидравлических потерь, в виде диаграмм, таблиц, эмпирических формул.
При желании или необходимости потери напора на локальные гидравлические сопротивления можно рассчитать самостоятельно. Для этого используется формула:
hr = ξ υ² / (2g),
где ξ представляет собой коэффициент местного сопротивления.
g — ускорение свободного падения.
Местные гидравлические сопротивления: свойства и характеристики
Как мы уже упоминали, потери напора жидкости в случае с местными сопротивлениями определяются в большинстве случаев только опытным путем. Но и в теоретическом обосновании есть некоторые прорывы — так, местное сопротивление по своим свойствам и характеристикам аналогично сопротивлению, которое наблюдается при внезапном расширении струи. И это логично, если учитывать, что поведение потока жидкости при преодолении любого локального сопротивления сопровождается сужением или расширением сечения.
Виды местных сопротивлений:
1. При внезапном сужении трубы сопротивление сопровождается появлением водоворотной области в месте сужения, при этом струя уменьшается до размеров меньших, чем сечение наименьшей трубы. После того как поток проходит участок сужения, струя максимально расширяется, ограничиваясь внутренним сечением трубы.
Коэффициент местного сопротивления при резком сужении трубы рассчитывается по формуле: ξвн.суж. = 0,5(1 — (F2/F1)). Значение коэффициента от отношения F2/F1 несложно найти в соответствующих пособиях по гидравлике.
2. При изменении направления трубы под углом гидравлические потери рассчитываются по формуле: ξ поворот = 0,946sin(α/2) + 2,047sin(α/2)², где α — это угол поворота трубы. Поток ведет себя следующим образом: сначала струя сжимается, после чего расширяется, так как при повороте по инерции поток отжимается от стенок трубы.
3. При входе в трубу цилиндрической формы с острой кромкой, которая наклонена к горизонту под углом α, коэффициент местного сопротивления высчитывается по формуле Вейсбаха: ξвх = 0,505 + 0,303sin α + 0,223sin α². Иногда труба имеет закругленную форму или в сечении входа стоит диафрагма, которая сужает сечение, — в любом случае сначала струя потока будет сжиматься, потом расширяться, то есть местное сопротивление при входе в водопровод можно свести к внезапному расширению струи потока.
4. В промышленности, в частности при работе с насосным оборудованием, часто приходится рассчитывать местные сопротивления, которые создаются запорной арматурой — вентилями и клапанами, кранами и задвижками и так далее. Вне зависимости от того, какую геометрическую форму имеет проточная часть, ограниченная запорной арматурой, гидравлический характер течения при преодолении сопротивлений не меняется. Если мы говорим о полностью открытой запорной арматуре, гидравлическое сопротивление будет колебаться в диапазоне от 2,9 до 4,5. Коэффициенты для определенного вида запорной арматуры можно найти в соответствующих справочниках.
5. Гидравлические потери диафрагмы определяются сужением струи потока и последующим ее расширением. Степень сужения потока и его последующего расширения определяется несколькими факторами — это особенности конструкции диафрагмы, отношение диаметров отверстия трубы и диафрагмы, режим движения жидкости и так далее.
6.
Наконец, часто бывает необходимо рассчитать коэффициент местного сопротивления при входе струи потока под уровень жидкости. Впрочем, сложных расчетов проводить не потребуется, коэффициент сопротивления при входе струи в большой резервуар под уровень жидкости или в среду без жидкости связан с потерей кинетической энергии и равен 1.
О гидравлическом сопротивлении, насосах и кавитации
Работа насосов и гидравлических машин направлена в том числе на преодоление гидравлических потерь. Чтобы снизить влияние таких потерь, при создании трассы стоит избегать узлов, которые будут резко менять направления потока. Оптимальный вариант — конструкции обтекаемой формы. Но нужно понимать, что даже максимально гладкие трубы не обеспечат отсутствие потерь: ламинарный режим течения не сопровождается большими потерями из-за шероховатых стенок, но турбулентный режим приводит и к росту гидравлического сопротивления трубы.
Иногда при движении жидкости по закрытым руслам меняется ее агрегатное состояние — она превращается в пар, то есть из жидкости выделяются газы, в ней растворенные.
Если скорость небольшая, видимых изменений в ее движении не будет. Но при увеличении скорости движения на узком участке трубы появится отчетливая зона с пузырьками газа. Далее, когда жидкость подходит к широкой части трубы, пузырьки начинают резко уменьшаться в размерах, а затем исчезать — схлопываться. В месте схлопывания пузырьков резко увеличивается давление, которое затем передается на соседние объемы среды и далее на стенки трубы. Многочисленные местные повышения давлений приводят к вибрации.
Кавитация — нежелательное явление, которое может привести к очень быстрому износу определенных частей трубопроводного и насосного оборудования. Часто она возникает в местах локальных сопротивлений — в вентилях, кранах, задвижках и так далее. При этом кавитация снижает КПД, а в долгосрочной перспективе разрушает детали, стенки трубопроводов, уменьшая их пропускную способность.
#ФОРМА#
Коэффициент аэродинамического сопротивления — это число, которое инженеры используют для моделирования
все сложные зависимости формы
и
условия течения на ракете
тащить. Величина, равная половине плотности, умноженной на квадрат скорости, называется динамическое давление q . Так Cd = D / (q * А) Тогда коэффициент аэродинамического сопротивления выражает соотношение силы сопротивления к силе, создаваемой динамическим давлением, умноженной на площадь. Это уравнение дает нам способ определить значение сопротивления
коэффициент. В контролируемой среде, такой как
аэродинамическая труба
мы можем установить скорость, плотность и площадь и измерить
производимое сопротивление. Путем деления получаем значение сопротивления
коэффициент. Как указано на перетаскивании
слайд с уравнениями, выбор эталона
площадь (лобовая площадь или площадь поверхности) повлияет на
числовое значение коэффициента лобового сопротивления, которое рассчитывается. Коэффициент аэродинамического сопротивления содержит не только сложные зависимости
форма объекта, но и влияние воздуха
вязкость и сжимаемость. Чтобы правильно использовать перетаскивание
коэффициент, мы должны быть уверены, что вязкость и сжимаемость
эффекты одинаковы между нашим измеренным случаем и предсказанным
случай. В противном случае прогноз будет неточным. Для очень низких
скоростях (< 200 миль в час) эффекты сжимаемости незначительны. В
при более высоких скоростях становится важным согласовать числа Маха между
два случая.
число Маха
есть отношение скорости к
скорость звука.
На сверхзвуковых скоростях,
ударные волны
будет присутствовать в
поле течения, и мы должны обязательно учитывать волновое сопротивление в
коэффициент лобового сопротивления. Экскурсии с гидом
Деятельность: Связанные сайты: |
Это уравнение представляет собой просто
перестановка уравнения сопротивления, где мы
решить для коэффициента лобового сопротивления с точки зрения других переменных.
Коэффициент аэродинамического сопротивления Cd равно сопротивлению 92)
При сообщении значений коэффициента лобового сопротивления важно указать
эталонная площадь, которая используется для определения коэффициента. Мы можем
предсказать сопротивление, которое будет производиться при другом наборе
скорость, плотность
(высота) и условия местности с использованием уравнения сопротивления.
Так что совершенно некорректно мерить лобовое сопротивление
коэффициент на некоторой низкой скорости (скажем, 200 миль в час) и примените это сопротивление
коэффициент при удвоенной скорости звука (примерно 1400 миль в час,
Маха = 2,0). Еще важнее соответствие вязкости воздуха
последствия. Важным параметром согласования вязкости является
Число Рейнольдса
которая выражает отношение сил инерции к
вязкие силы.
В наших дискуссиях об источниках сопротивления
напомним, что сопротивление поверхностного трения напрямую зависит от вязкости
Взаимодействие объекта и потока. Если число Рейнольдса
эксперимент и полет близки, то правильно моделируем эффекты
вязких сил по отношению к силам инерции. Если они
совсем другое, мы не правильно моделируем физику реального
проблема и будет предсказывать неправильное сопротивление.Коэффициент сопротивления
Любой объект, движущийся в жидкости, испытывает сопротивление — результирующую силу в направлении потока из-за сил давления и напряжения сдвига на поверхности объекта.
Сила сопротивления может быть выражена как:
F d = c d 1/2 ρ v 2 A (1)
где
F d = сила сопротивления (Н)
c d = коэффициент аэродинамического сопротивления
ρ = плотность жидкости (1,2 кг/м 3 для воздуха при NTP)
v = скорость потока (м/с)
A = характерная лобовая площадь кузова (м 2 )
поток, число Фруда, Число Маха и шероховатость поверхности.
Характеристика лобовой площади — А — зависит от корпуса.
Коэффициенты сопротивления объектов в основном являются результатами экспериментов. Коэффициенты сопротивления для некоторых распространенных тел указаны ниже:
| Тип объекта | Коэффициент сопротивления — c d — | Фронтальная площадь 901 43 |
|---|---|---|
| Ламинарная плоская пластина (Re=106 ) | 0,001 | |
| Дельфин | 0,0036 | смачиваемая поверхность |
| Турбулентная плоская пластина (Re=106) | 0,005 | |
| Дозвуковой транспортный воздух корабль | 0,012 | |
| Сверхзвуковой истребитель, М=2,5 | 0,016 | |
| Обтекаемый корпус | 0,04 | π / 4 d2 |
| Крыло самолета, нормальное положение | 0,05 | Полукорпуса обтекаемой формы | 0,09 |
| Длинный обтекаемый кузов | 0,1 | |
| Велосипед — обтекаемый веломобиль | 0 . 12 | 5 футов 2 (0,47 м 2 ) |
| Крыло самолета заглохло | 0,15 | |
| Современный автомобиль, такой как Tesla, модель 3 или модель Y | 0,23 | |
| Toyota Prius, Tesla, модель S | 900 04 0,24передняя часть | |
| Tesla Model X | ||
| Спорткар, наклонная задняя часть | 0,2 — 0,3 | передняя часть |
| Распространенный автомобиль типа Opel Vectra (класс C) | 0,29 | лобовая область |
| Полая полусфера перед ручьем | 0,38 | |
| Птица | 0,4 | лобовая область |
| Цельная полусфера | 0,42 | π / 4 d2 |
| Сфера | 0,5 | |
| Седан, ступенчатая задняя часть | 9 0004 0,4 - 0,5лобовая область | |
| Велосипед — драфт позади другого велосипедиста | 0,5 | 3,9 фута 2 (0,36 м 2 ) |
| Кабриолет с открытым верхом | 0,6 — 0,7 | передняя часть 90 063 |
| Автобус | 0,6 — 0,8 | лобовая часть |
| Old Car like T-ford | 0,7 — 0,9 | лобовая часть |
| Cube | 0. 8 | s2 |
| Гоночный велосипед | 0,88 | 3,9 фута 2 (0,36 м 2 ) |
| Велосипед | 0,9 | |
| Прицепной трактор | 0 .96 | лобовая часть |
| Грузовик | 0,8–1,0 | лобовая область |
| Человек стоит | 1,0–1,3 | |
| Велосипед — вертикальный пригородный 900 63 | 1,1 | 5,5 футов 2 (0,51 м 2 ) |
| Тонкий диск | 1,1 | π / 4 d2 |
| Твердое полушарие с нормальным к плоской стороне потоком | 1,17 | π / 4 d2 |
| Квадратная плоская пластина под углом 90 градусов 9 | 1,0 — 1,3 0 — 1,3 | |
| Полый полуцилиндр противоточный | 1,2 | |
| Прыжок с трамплина | 1,2 — 1,3 | |
| Полая полусфера против течения | 1,42 | |
| Пассажирский поезд | 900 04 1,8передняя часть | |
| Мотоцикл и водитель | 1,8 | передняя часть |
| Длинная плоская пластина под углом 90 градусов | 1,9 8 | |
| Прямоугольная коробка | 2.  |