У місцевих гідравлічних опорах унаслідок зміни конфігурації потоку на коротких ділянках змінюються швидкості руху рідини за величиною і напрямом, а також утворюються вихори. Це і є причиною місцевих втрат напору. Місцевими опорами є розширення і звуження русла, поворот, діафрагма, вентиль, кран тощо (рис. 2.6).
Втрати напору в місцевих опорах визначаються за формулою (2.8).
При турбулентному режимі коефіцієнт залежить в основному від виду місцевого опору, а при ламінарному – від числа Рейнольдса. Для всіх місцевих опорів цей коефіцієнт визначається експериментально.
Рисунок 2.6 – Місцеві гідравлічні опори:
а – засувка; б – діафрагма; в – поворот; г – вентиль
Розглянемо деякі місцеві опори.
Раптове (різке) розширення труби (рис. 2.7).
Рисунок 2.7 – Раптове розширення труби
При раптовому розширенні труби потік зривається з кута і поступово розширюється. Між потоком і стінкою труби утворюються вихори, які і є причиною втрат енергії. Втрати напору в цьому випадку визначаються за теоремою Борда
(2.14)
де і - швидкість рідини перед і після раптового розширення.
Формулу (2.14) можна записати у вигляді
.
(2.15)
При цьому для швидкості
.
(2.16)
При виході рідини з труби в резервуар виникає різке розширення потоку. В цьому випадку >> (площа резервуара значно більша площі труби). Коефіцієнт втрат на виході з труби буде =1.
Раптове звуження труби (рис 2.8) викликає менші втрати енергії, ніж раптове розширення. У цьому випадку втрати обумовлені тертям потоку при вході у вузьку трубу і втратами на вихроутворення. Втрати напору при раптовому звуженні труби визначають за формулою
(2.17)
де визначається за формулою Ідельчика
(2.18)
Рисунок 2.8 – Раптове звуження труби
При вході рідини з резервуара в трубу можна вважати , а коефіцієнт опору таким, що дорівнює
Рисунок 2.9 – Поворот труби
Поворот труби (рис 2.9) або коліно без закруглення викликає значні втрати енергії, оскільки в ньому відбувається відрив потоку і вихроутворення, причому тим більше, чим більший кут . Втрати напору розраховують за формулою
(2.19)
де - коефіцієнт опору коліна, який визначається за довідниковими даними.