Вихід з труби

Вихід з труби в нерухому рідина (бак, басейн, водосховище) є окремим випадком раптового розширення при w2 >> w1. У цьому випадку (рис. 8.4) можна використовувати вираз для коефіцієнта опорів при раптовому розширенні:,

а так як w2 в цьому випадку набагато більше, ніж w1. то приймаємо:

Поступове розширення (дифузори). Втрати напору в диффузорах поділяються на втрати, пов'язані з розширенням перетину hр і втрати по довжині дифузора hдл. Відповідно коефіцієнт опору ділиться на коефіцієнти опору розширення # 950; р і # 950; дл.

Мал. 8.4. Вихід з труби

Мал. 8.5. поступове розширення

При русі рідини в дифузорі швидкості по довжині зменшуються. Відповідно, за рівнянням Бернуллі тиск збільшується (градієнт - позитивний градієнт тиску). При цьому поблизу стінок рідина має настільки малою кінетичною енергією, що при значному наростання тиску вона зупиняється або навіть починає рухатися назад. Відбувається вихреобразование і відрив потоку від стінки. Інтенсивність цих явищ зростає зі збільшенням кута розширення дифузора. Безвідривне рух рідини в дифузорі при 8-10 градусах.

При раптовому звуженні (розширенні), за кромкою звуження відбувається відрив потоку від твердої стінки і утворення транзитної струменя. яка спочатку відчуває стиснення, а потім - розширюється.

Між ними утворюється коловоротна зона. Утворяться вихри, які в результаті обміну рідиною між водоворотних зоною і транзитної струменем проникають в потік, де гасяться тертям. В результаті роботи сил тертя частина механічної енергії потоку переходить в теплоту.

Поступове звуження (конфузор) (рис. 8.8). При русі рідини в конфузорі уздовж потоку швидкість зростає, а тиск зменшується (градієнт тиску). Лише на виході з конфузора при прямолінійних утворюють труб є стиснення потоку і відрив потоку від стінки, але ця зона менше, ніж при раптовому звуженні.

Поворот. При зміні напрямку потоку з'являються відцентрові сили, спрямовані від центру кривизни до зовнішньої стінки труби. Тиск в межах повороту у зовнішній стінки більше, ніж у внутрішній. Відповідно, швидкості менше, ніж у внутрішній. Уздовж бічних стінок труби, поблизу поверхні яких швидкість невелика, відбувається рух рідини від зовнішньої стінки до внутрішньої, тобто виникає поперечна циркуляція в потоці. В результаті утворюється так званий парний (подвійний) вихор, який накладається на поступальний рух; лінії струму стають гвинтоподібними (рис. 8.9). Відбувається відрив потоку від обох стінок, утворюються водоворотних області із зворотними напрямками ліній струму в них під стінами труби.