Внезапное сужение русла (трубы)

Внезапное сужение вызывает меньшую потерю энергии, чем внезапное расширение с таким же соотношением площадей. Потери при этом обусловлены:

· трением потока при входе в более узкую трубу;

· потерями на вихреобразование.

Вихри образуются потому, что поток не обтекает входной угол, а срывается с него и сужается. Кольцевое пространство вокруг суженной части заполняется завихренной жидкостью (рис. 5.9).

Рис. 5.9

Далее поток расширяется и при расширении происходит потеря напора, определяемая формулой Борда (5.6).

.

Тогда полная потеря напора будет

,

здесь – коэффициент потерь, обусловленный трением потока при входе в узкую трубу и зависящий от соотношения площадей и Re;

_x – скорость потока в суженном месте;

– коэффициент сопротивления внезапного сужения.

Для практических расчетов удобно пользоваться полуэмпирической формулой И. Е. Идельчика

.

Здесь – степень сужения.

Из формулы И. Е. Идельчика следует, что в частном случае при = 0, то есть при выходе из очень большого резервуара в трубу (при отсутствии закругления) коэффициент сопротивления = = 0,5.

Значительно уменьшить потерю напора при входе в трубу можно закруглением входного угла (входной кромки).