Физическая природа гидравлических сопротивлений

При движении вязкой жидкости возникают потери напора (энергии). Причиной потерь являются гидравлические сопротивления, механизм действия которых очень сложен. Аналитические зависимости потерь пока не определены, поэтому при расчетах используют эмпирические формулы.

Сопротивления характеризуются вязкостными или инерционными силами. Первые зависят от внутреннего трения между частицами движущейся жидкости, а вторые - от способности жидкости оказывать сопротивление изменению направления или скорости движения. Обычно действуют обе эти причины, но в конкретных случаях может преобладать одна из них. Сопротивления, проявляющиеся равномерно по всей длине потока, называют сопротивлениями по длине. Они возникают при протекании жидкости в трубах и каналах. Сопротивления, которые возникают на коротком участке в местах резкого изменения конфигурации потока, называют местными. Соответственно потери напора (энергии) делятся также на потери напора по длине и местные.

Принимается, что общие потери напора в системе труб или каналов равны сумме потерь напора по длине отдельных участков и всех местных потерь напора:

(2.44)

В результате действия сил сопротивления часть механической энергии жидкости переходит в тепловую энергию, жидкость нагревается, а тепло с течением времени рассеивается, то есть эта энергии безвозвратно теряется.

Потери напора зависят от режима движения жидкости.