schoolФизика
verifiedРешено AI
Расчет потерь напора в кране и на входе в трубу
help_outlineУсловие задачи
Реши задачу: Покажи таблицу коэф потери на вход в трубу Реши задачу: А потери в кране
lightbulbКраткий ответ
Потери напора в кране зависят от степени его открытия и коэффициента сопротивления ζ. Для полностью открытого крана ζ составляет 0,05-0,15, а для вентиля – 3-5.
Подробное решение
Потери напора в водопроводном кране относятся к местным сопротивлениям. Коэффициент сопротивления \(\zeta\) (дзета) для крана сильно зависит от степени его открытия.
Ниже приведены типичные значения коэффициента \(\zeta\) для обычного пробкового крана:
1. Кран полностью открыт:
\[\zeta = 0,05 \dots 0,15\]
2. Кран открыт на 3/4 (угол закрытия 22,5°):
\[\zeta \approx 0,26\]
3. Кран открыт наполовину (угол закрытия 45°):
\[\zeta \approx 2,1\]
4. Кран открыт на 1/4 (угол закрытия 67,5°):
\[\zeta \approx 20 \dots 30\]
Если рассматривать вентиль (запорный клапан), то сопротивление в нем значительно выше из-за сложного пути движения воды:
1. Вентиль полностью открыт:
\[\zeta \approx 3 \dots 5\]
2. Вентиль открыт наполовину:
\[\zeta \approx 15 \dots 20\]
Формула для расчета потери напора в кране остается стандартной:
\[h_{кр} = \zeta \cdot \frac{v^2}{2g}\]
Где:
\(h_{кр}\) — потеря напора в кране (м);
\(\zeta\) — коэффициент местного сопротивления крана;
\(v\) — скорость воды в трубе перед краном (м/с);
\(g\) — ускорение свободного падения (\(9,81\) м/с²).
Для решения школьных задач, если степень открытия не указана, обычно принимают значение для полностью открытого крана или вентиля из справочных данных, предоставленных в условии.