Здравствуйте!

Подскажите, есть ли коэффициенты местного сопротивления для такого случая: отверстие в стенке трубы, у которой стенка довольно тонкая. Настолько тонкая, что нельзя к этому случаю применить коэффициент местного сопротивления типа тройник. Т.к. у тройников этот коэффициент зависит от угла тройника. В случае с тонкой стенкой поток проходящий через это отверстие не может сформироваться и непонятно под каким углом он будет.
Думаю для такого случая должны быть свои коэффициенты сопротивления, но вот найти их не смог, т.к. случай не практичный, дырок в трубах, как правило, быть не должно. Может кто-то видел в каких-нибудь научных трудах? )) Может быть есть для перфорированных труб коэффициенты сопротивления?

Не пойму, при чем здесь толщина. Дайте картинку.

Искать лень, напишите литературу, где уже смотрели и не нашли. Посоветую еще где поискать.
Соотношение диаметра отверстия к диаметру трубы какое?
При малых значениях отношения для основного потока предполагаю потери несущественными.
Вам что именно нужно посчитать?

Искал в справочнике Идельчика.
Соотношение ну примерно 1:5, 1:3.
Вопрос вообще чисто теоретический. Возник спор, что отверстие в стенке трубы не создает сопротивления потоку протекающему по трубе.

Если толщина стенки трубы достаточно большая, то отверстие в стенке трубы можно рассматривать как тройник. Потому что в пределах толщины стенки трубы боковой поток может сформироваться и у него будет вполне конкретный угол относительно основного потока. А если стенка трубы маленькая, то боковой поток, выходящий через это отверстие, не будет сформирован и определенного угла у него не будет. Если все равно не понятно, нарисую картинку.

Если истечение в воздух, то коэфф. расхода 0.62 , а коэфф. потерь напора 0.85

А откуда такие данные?

Опыт чтения многочисленной справочной литературы по гидр. сопротивлениям. Если вы попросите указать источник, то придется перерыть кучу
книжек. Срочно сделать не обещаю. Если вам это нужно как воздух, то в течение недели...

Хотелось бы источник узнать .. Вы на память помните или примерно сказали?

Вы правы - по памяти. И память меня подвела. Коэфф. расхода действительно для практ. расчетов можно принять 0.62
А вот коэфф. потерь напора 0.06
Погуглите на тему Истечение в тонкой стенке через малое отверстие и вы найдете эти цифры

Погуглил, везде описывается вариант истечения именно всего потока, то-есть поток один через это отверстие. А у меня потока два: один по трубе, другой через отверстие...

Такой случай в практике за несколько последних тысячелетий вряд ли изучался. Вот вы и возьмите на себя бремя изучения. Глядишь - защититесь на ктн

Для теоретического спора изучайте гидравлику Идельчика, Киселева, Френкеля.
При вашем соотношении перфорированные трубы и рядом не стояли, там на порядок-другой отношение меньше.
У вас больше на порыв похоже.
Для теоретического спора нужно точно сформулировать задачу и определить исходники. И еще теория не должна быть оторвана от практики: подумайте, где на практике возможно применение такой системы. Сдается мне, вы к изобретению велосипеда приближаетесь.

Ктн уже есть
Спор возник при обсуждении, что дырка в трубе глушителя уменьшает мощность двигателя. Один товарищ делал даже замеры на стенде. С дыркой в глушителе мощность двигателя действительно падала. Вот я и объяснил почему падает мощность двигателя, из-за наличия сопротивления которое дает дырка в стенке трубы, кое кто с этим не согласен, хотел доказать обратное.

Я понимаю , что оба расхода у нас постоянны- один основной, другой через отверстие. Это частный случай перфорированного трубопровода.
Посмотрите два источника: 1. Навоян Х А Примеры гидравлических расчетов...
2. Докторская: Федорец А А Теоретические основы и методика гидравлического расчета закрытой сети....

Так и есть, велосипед изобретаете в явном виде.
Постановка вопроса вообще далека от предмета спора.
Кстати, о порыве я угадал - полный аналог.
При образовании такого отверстия нам уже не суть важно местное сопротивление для пересчета дальнейших потерь. Существенно увеличивается пропускная способность системы, значительный поток пойдет через отверстие, а на дальнейшем участке с уменьшением расхода существенно снизятся потери.
Я далек от понимания зависимости мощности двигателя от характеристики выхлопной трубы с глушителем, можете описать зависимость.
На примере насоса:
При появлении такого отверстия на сети увеличивается пропускная способность сети, характеристика сети становится более пологая, уходит вправо. Соответственно смещаемся по характеристике насоса вправо и получаем: расход вырос, напор снизился, потребляемая мощность выросла.
Если сможете адаптировать эту информацию под глушитель - будет интересно.

Да не факт. Может наоборот через отверстие будет подсасывать наружный воздух (эжекция). Просто хочу сказать, что дырка не на столько большая )) если через нее и будет поток, то не большой по сравнению с потоком в трубе.

Да в принципе тоже самое. Только вместо насоса стоит двигатель который дует в трубу )).
Выросла потребляемая мощность - ключевое!

Может двухтактный мотор? Тогда я понимаю - там настроенный выпуск большую роль имеет - в нём волна противодавления в нужный момент создаётся и запихивает остатки несгоревшей смеси обратно в цилиндр, не даёт продувке унести смесь в глушитель.

Если рассматривать какой-то конкретный мотор, то там на самом деле куча факторов, которые могут влиять на мощность при дырке в глушителе.
Поэтому спор свелся просто к теоретической ситуации: есть труба постоянного сечения , в ней дырка в стенке трубы, на вход трубы, например, поставлен насос, который выдает некий расход. Создает ли эта дырка дополнительное сопротивление потоку? Если создает, то производительность насоса снизится.

Вот примерчик нашел. Правда тут потери считаются не через коэффициент сопротивления.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Шикарное заявление, главное теоретически грамотно обосновано)

Есть гипотеза, должны быть и какие-то выкладки ее подтверждающие. Эжекция на ровном месте не возникнет. Какие предпосылки?
Так, фото для размышления об эжекции
Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Стесняюсь спросить, а что же тогда по-вашему есть большая дырка? 1:1?

Так посчитайте уже, чего гадать. А то эжекция ли, истечение ли, большой ли поток, маленький ли... Уровень не ктн совсем, без обид.

Эту ситуацию я вам выше досконально расписал. Есть вопросы и замечания к написанному о насосе, готов ответить.

Применительно к ситуации с насосом - теоретическая ловля блох.

Что за зверь? В чем измеряется?


Прошу выложить все решение, сейчас вырвано из контекста.

А это принципиально? По-моему нет.
Тоже не принципиально.

Дырка в трубе есть местное сопротивление, думаю с этим тут никто не поспорит. Я лишь хотел узнать если ли данные по коэффициенту сопротивления для такого случая. Не надо лезть глубже. Какой насос, большая дырка или маленькая? Зачем все это?


Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Принципиально что? Посчитать? Принципиально. Все точки сразу по местам встанут. В первом приближении местное сопротивление можете посчитать равным нулю. А можете и равным тройнику. И сравнить. Вывод интересен.
Производительность насоса тоже принципиально, что за зверь. Вот например подача растет, а напор падает в то же время.
Отверстие в трубе - сопротивление. От размера отверстия и коэффициент сопротивления будет зависеть. Но еще раз: не в ту сторону копаете.

Мне не надо считать, абсолютные и даже относительные значения меня не интересуют.
Мне важен сам факт того, что это местное сопротивление, вот и все. А доказать человеку, который в это не верит, я хотел приведя данные коэффициентов и не важно какие они будут.

Есть у Идельчика такое сопротивление.
Есть у Френкеля для ответвлений, причем независимо от направления отходящего потока для проходящего потока зависимость одна и та же.

Немного не соответствует задекларированному ранее:

Доказать наличие сопротивления и доказать, что именно это сопротивление является причиной падения мощности - две большие разницы. Нужно четко осознать, в чем спор.
Я не согласен с последним из приведенных мною ваших тезисов с точки зрения именно сопротивления.

согласен , поэтому потом я и добавил, что спор свелся к теоретическому: дает ли дырка в трубе сопротивление?


Идельчика смотрел, там только тройники нашел, но почему нельзя в полной мере применить тройник я описал выше.
Френкеля сейчас посмотрю, если найду где скачать...

В предметном указателе по слову "Отверстия"


С теми аргументами тоже не согласен, анализ графиков у Френкеля подтверждает. Применительно очень даже можно пользоваться за неимением.

Вот спасибо!
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Пожалуйста.
В качестве доказательства подойдет.
Одно но: это потери через отверстие, а не в основном потоке)

Ну при расчете общего сопротивления сети, это сопротивление все равно же надо учитывать?

Смотря что вы под таким расчетом понимаете.
Сопротивление по Идельчику учитывается при расчете параметров струи, выходящей через отверстие. При расчете основного потока, идущего мимо отверстия, эти значения брать некорректно.
Можно конечно добавить фиктивные кольца и считать всю систему как единую. Но сопротивление, опять же, по полукольцу отверстия будет корректно принято.

А есть варианты? По-моему полное сопротивление сети эту сумма сопротивлений по длине + местные. Я подразумеваю под полным сопротивлением, то сопротивление, которое нужно преодолеть чтобы поддерживалось движение потока с заданными параметрами (расход, скорость).

Да наверное это сопротивление в расчет сопротивления сети брать не стоит? Но оно ведь должно влиять на основной поток. На примере тройников, приведены коэффициенты сопротивления как для бокового потока так и для основного. А вы уверены , что это коэффициенты для выхода из отверстия, а не для основного потока?

Может для отверстия будет коэффициент сопротивления просто как от внезапного расширения?

Кстати для тройников коэффициент сопротивления не зависит от отношений площадей трубы и дырки, а зависит только от отношения расхода через дырку и трубу.

Расчет сети можно делать на самую удаленную точку или самую высокую - выбирается худший вариант, считается без боковых ответвлений. А можно и струю посчитать, которая из отверстия истекает.
А можно сделать несколько расчетов и увязать их друг с другом. Смотря какая задача стоит.
И с геометрией не ясно, с сопротивлением сети вы ее связываете или нет, ее же тоже нужно преодолеть.
Так вот что именно вы под полным подразумеваете - худший вариант?

Уверен, в вашем скрине есть формула расчета коэффициента, там скорость в отверстии указана.
А так да, для отверстия один коэффициент, для основного потока совсем другой.

Так вам все-таки до истины докопаться или спор выиграть? Аргумент для спора есть, а истина совсем в другом направлении.


Согласен полностью.
В тройнике расход будет зависеть не только от диаметра но и от всего участка сети за тройником.
В вашем случае расход будет зависеть только от формы и размера отверстия ибо сети дальше нет. Вроде логично.

Ну как минимум спор выиграть, а для себя истину найти ))

Может так понятней будет:

Есть труба, через которую насос выдает некий расход потока. Для простоты пусть насос будет центробежным и не может поддерживать постоянные обороты под нагрузкой. И вот в таком режиме насос выдает какой-то расход и при этом вращается с какой-то скоростью.
А теперь в трубе делаем дырку. Что произойдет с частотой вращения ротора насоса? Как я думаю: в системе возникнет дополнительное сопротивление и насосу станет труднее продуть эту трубу, значит скорость вращения ротора снизится. Так?

Спор можете идти выигрывать, в том местном сопротивлении без пол-литра никак)
А вот истина где-то рядом - на предыдущей странице

Это нонсенс для центробежного насоса. Предлагаю глубже не копать.

Смешались в кучу кони люди (с)
1. Обороты асинхронного двигателя что на холостом ходу, что под нагрузкой в номинальном режиме изменяются несущественно, можно считать постоянными.
2. Появится дополнительное сопротивление для основного потока в виде отверстия, но именно сопротивление всей системы уменьшится, пропускная способность вырастет.
Перечитайте тему сначала и задавайте уточняющие вопросы, заново твердить одно и то же уже надоело.

Так вот применительно к насосу, что с ним будет происходить? Увеличатся обороты или уменьшатся или такие же останутся? Не важно, что изменения будут незначительные, важен характер этих изменений.
Или тут так однозначно не скажешь? Все будет зависеть от соотношения появившегося сопротивления и увеличения пропускной способности, что будет преобладать?


Ну я с насосами не сталкивался, просто так сказал, на всякий случай. )) Есть же электроинструмент такой.

Есть насосы с частотно-регулируемым приводом, но это совсем другая песня.

Вернемся к исходным данным: одно отверстие, отношение к диаметру 1:3 или 1:5.
Для трубопровода это очень большое отверстие, расход через него будет существенным относительно основного. Расход и скорость после отверстия снизятся существенно и потери на сети после отверстия так же снизятся, даже с добавлением нового сопротивления. При том же общем расходе потери на сети снизятся, получим новую характеристику сети. Рабочая точка насоса сместится вправо по характеристике к новому бОльшему значению подачи и мЕньшему значению напора.
Это общая картина. Хотите знать больше, задавайте больше исходных данных и считайте. Даже удаление отверстия от насоса будет влиять на общую картину.
Для тройников независимо от направления коэффициент сопротивления по основному потоку 0,4 максимум (в некоторых источниках 0,15). Не будет расти сопротивление сети с появлением отверстия любого диаметра. Можете считать иначе, но без расчета это останется всего лишь вашим мнением.

С увеличением пропускной способности сети будут падать обороты ротора, расти соответственно скольжение, вращающий момент, ток и потребляемая мощность.

Хочу и я немного подискутировать, тема довольно интересная.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Skorpion, можете описать физический смысл вашей задачи? Что именно вы решили и как это объяснить? По-моему вы уводите в блуд.
Предполагать эжекцию - это хорошо, но каковы ее предпосылки? Каково условие ее появления?

Да, и если интересуют перфорированные трубы и потери в них - у Идельчика есть такая тема.

Исправляю ошибку, допущенную в предыдущем посте – не учел количество отверстий, предусмотренного в задаче учебника. На длине 1,5 м дырчатой части трубы располагается n отверстий, допустим, 30 шт. Тогда одно отверстие создаст местное сопротивление основному потоку 9,17/n=9.17/30=0,3 м. Через одно отверстие будет истекать 8,22/n=8.22/30=0,27 л/с.
Qтр= 40-0,27= 39,73л/с.


Посмотрите, что именно спрашивает автор темы в первых постах. Он спрашивает, будет ли наличие одного отверстия оказывать влияние на основной поток, т.е. будет ли иметь место местное сопротивление потоку. Не зная теории, опираясь на приведенную задачу учебника, я пытаюсь логически доказать, что да, будет.
Насчет эжекции. При определенной довольно высокой скорости потока начнется подсасывании воздуха из атмосферы через отверстие, а вода изливаться не будет. Так я предполагаю. Мое предположение основано на теории эжекторов. Я имел опыт эксплуатации эжектора для перекачки песка из кучи в песчаный фильтр. Через эжектор насос качал воду, которая, проходя сопло, создавала разряжение в нижней части воронки, двое рабочих лопатами бросали песок в воронку. После воронки в трубопроводе опять возникало давление (за минусом потерь напора в эжекторе), песчаная пульпа благополучно транспортировалась.

Уже ближе, но много лишних допущений: исключили геометрию, но не скорректировали показания манометров; приняли l=0, тогда имеем обратное=l=0, отсюда вывод, что отверстия нет.
Можно было сразу по условию задачи просто посчитать удельные потери на м перфорированной трубы или на одно отверстие. Смысл тот же, но более логично.

Вас не смущает наличие всяких сопел и областей пониженного давления в теории эжекторов?
Почему вдруг через отверстие начнется эжекция? Хотелось бы немного предпосылок из той самой теории, на основании которых сделаны такие выводы.
С каких ориентировочно скоростей по вашей оценке начнется эжекция?

Я что-то не понимаю. По-моему как-то не стыкуется с этим:

Раз потери снизились, значит сопротивление снизилось, значит мотору легче стало крутиться, крутящий момент уменьшился, значит обороты возрастут.
Это как на велосипеде: когда крутишь педали с одинаковым усилием, скорость на подъем в гору будет меньше, а при равном движении скорость больше, потому что сопротивление уменьшилось.

Прямо таки любого, хоть маленького, хоть большого? При любом удаление отверстия от насоса?

Это ключевое, поэтому я и предлагал не углубляться.

Все там стыкуется, просто нужно ознакомиться с принципом работой насоса.
Упрощенно: Для каждого насоса есть напорная характеристика, где каждому значению подачи соответствует только одно значение напора. Если изменилась характеристика сети - уменьшились потери, то насос не сможет подавать тот же расход с меньшими потерями. Рабочая точка сместится вправо по кривой до пересечения характеристик насоса и сети. И здесь будут новые значения подачи и напора, о чем я писал выше. При этом общая нагрузка на насос вырастет и дальше будет так, как я писал выше.
Все идеально стыкуется)

Да
Готов рассмотреть опровержение в виде расчета

Насколько я понимаю, в примере потери напора приведены общие, т.е. тут нет разделения на потери местные и потери по длине. И неизвестно какой вклад вносят именно местные сопротивления. Так?

Услилие = момент? Или нет. У насоса момент переменный. С одинаковым усилием не во всякую гору заедешь. Да и обороты упущены. Неудачный пример.
Не надо изобретать велосипед. Есть насос и его обсуждаем.

Буду рад, если объясните.

Характеристику насоса представляю - зависимость расхода от напора. Рабочая точка сместиться вправо, что соответствует большему расходу и меньшему напору, правильно? Так как же нагрузка на насос возрастет? Самая большая нагрузка на насос это когда максимальный напор, а самая минимальная когда напора нет. Правильно?

Услилие = момент? Конечно. Обороты в том-то и дело будут разные в зависимости от нагрузки. В чем тут отличие от насоса?


что-то опять не могу найти, подскажите страницу?

Так если б вы читали и вникали, пояснять не пришлось бы. Все уже пережевано. Вопросы нужно задавать конкретные, что да как, а не общие типа научите.

Совершенно неверно. Попробуйте проанализировать работу насоса, все сразу прояснится и встанет по полочкам.

Вы игнорируете написанное мной или по диагонали читаете?

Это раз. Вы говорите об одинаковом усилии = одинаковом моменте.
У велосипедиста вашего по ровной поверхности и в горочку момент совершенно разный. Это два.
Забудьте велосипед.


Нянькой себя чувствую, чесслово
рис. 2-7

Уточняю: изучите, как определяется работа, выполненная насосом.

Анализирую: т.к. рабочий орган насоса вращается электродвигателем, то логично рассматривать характеристику электродвигателя. Основной характеристикой двигателя является зависимость частоты вращения ротора от момента сопротивления на валу (от нагрузки). Чем больше нагрузка, т. е. вращающий момент, который должен развивать двигатель, тем меньше частота вращения ротора. Нагрузка в случае с насосом это момент сопротивления колеса ротора насоса. А вот тут поправьте если я не прав: если сопротивление в системе возросло, то увеличится момент сопротивления на валу ротора. Или не увеличиться , в виду отсутствия жесткой связи ротор - поток? (я-то механик в основном, у нас все жестко )))

Кто мешает приложить одинаковый момент?

Работа насоса является функцией общего напора и веса жидкости, перекачиваемой за заданный период времени.
Напор падает, работа уменьшается, мощность уменьшается. Разве не логично? Где подвох ? ))


Как я понял формула для коэффициента сопротивления представлена для потоков через перфорацию, а не для основного потока?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла