Page 31 - 6747

29
На ділянці від перерізу А-А до перерізу В-В середня швидкість потоку

зросте від  до  . Відповідно зростає і кінетична енергія струменя. Це
A B
збільшення швидкості кінетичної енергії може здійснюватися тільки за рахунок

зменшення потенціальної енергії і, як наслідок, спаду тиску від р А до р В. Потім

струмінь починає поступово розширюватися і в перерізі С-С знову досягає

стінок трубопроводу. Цей процес буде супроводжуватися поступовим

зменшенням швидкості потоку і частковим відновленням початкового тиску.

В перерізі С-С швидкість  стане рівною початковій  , якщо вважати,
C A
що густина середовища  не змінилась, але тиск р С буде меншим, ніж р А,

внаслідок значної втрати енергії в застійних зонах Е, що знаходяться за

діафрагмою. Струмінь, що рухається з високою швидкістю буде захоплювати

прилеглі частинки із застійних зон Е і викликати деякий спад тиску в цих зонах.

Це потягне за собою частковий зворотній рух середовища від перерізу С-С до

перерізу В-В. В застійних зонах виникають сильні вихороутвореня і втрати

енергії. Залишкові втрати тиску (р А – р С) складають для діафрагм від 40 до 90%

від перепаду тиску р А – р В і зменшуються із збільшенням відносного перерізу
2
отвору діафрагми (d/D) . Зауважимо, що безпосередньо в отворі діафрагми

втрати енергії на тертя і удари складають не більше 2% від перепаду тиску р А –

р В.

Шукана залежність між масовою Q М (чи об’ємною Q об) витратою і

перепадом тиску (р 1 – р 2), який в загальному випадку може мінятися в

перерізах, відмінних від А-А і В-В, може бути отримана із спільного розв’язку

рівняння для закону збереження енергії

d 
 d     , (3.1)


і рівняння нерозривності струменя

Q   F  const , (3.2)
М

де d і d - відповідні зміни швидкості і густини середовища, що


протікає в перерізі потоку при його звужені і розширені; F – площа перерізу