Визначення коефіцієнта витікання
Коефіцієнт витікання С пристрою звуження потоку – це коефіцієнт, який характеризує відношення дійсного значення масової витрати нестискуваного середовища (рідини), що протікає через пристрій звуження, до відповідного його значення
, розрахованого згідно з теоретичною моделлю витрати рідини через цей пристрій – рівнянням витрати ідеальної рідини через цей пристрій:
. (2.1)
Існуючі теоретичні методи розрахунку коефіцієнта витікання, як правило, не забезпечують достатньої для практики точності. Тому залежності для визначення коефіцієнтів витікання, які застосовуються у витратомірах, є результатом опрацювання численних високоточних експериментальних даних.
Дійсне значення масової витрати рідини для конкретного пристрою звуження потоку знаходять експериментально, а значення масової витрати
через той самий пристрій визначають при виміряних значеннях
,
,
та
відповідно до рівняння
. (2.2)
Численними експериментами встановлено, що числові значення коефіцієнта С є однаковими для різних за розмірами пристроїв звуження потоку одного типу, якщо зберігається геометрична подібність пристрою звуження потоку і гідродинамічна подібність потоків. Геометрична подібність різних за розмірами пристроїв звуження потоку одного типу встановлюється рівністю відношень одних і тих самих геометричних розмірів цих пристроїв звуження потоку до діаметра трубопроводу. Гідродинамічна подібність потоків забезпечується рівністю чисел Рейнольдса .
Застосування рівнянь для розрахунку коефіцієнта витікання обмежують певним діапазоном зміни числа Рейнольдса
. (2.3)
Мінімальне значення числа Рейнольдса вибирається таким чином, щоб забезпечити роботу пристроїв звуження в другій половині 2-ої зони та третій зоні за рис.4, де залежності коефіцієнта витікання від числа Рейнольдса є монотонними.
![]() |
Для розрахунку коефіцієнта витікання у сучасних стандартах застосовують такі рівняння.
1) Для діафрагм – рівняння Рідера-Харріса (Reader-Harris) та Галлагера (Gallagher). Це рівняння введено у стандарт ISO 5167-2:2003, стандарт України ДСТУ ГОСТ 8.586.2-2009 у вигляді:
, (2.4)
де
;
; (2.5)
. (2.6)
Значення коефіцієнтів та
залежно від типу діафрагми розраховують за наведеними у стандартах залежностями відповідно до способу відбору перепаду тиску на діафрагмі.
2) Для сопел ISA 1932 (ДСТУ ГОСТ 8.586.3-2009)
. (2.7)
3) Для труб Вентурі (ДСТУ ГОСТ 8.586.4-2009) :
- коефіцієнт витікання труби Вентурі з литою (без оброблення)вхідною конічною частиною обчислюють за формулами:
С= 0,991-0,0014×106/Re за 4×104 £ Re < 2 105 ; (2.8)
С= 0,984 за Re ³ 2×105. (2.9)
- коефіцієнт витікання труб Вентурі з обробленою вхідною конічною частиною обчислюють за формулами:
С= 1,009 за 4×104 ×b £ Re < 5×105 ×b; (2.10)
С= 0,9950 за 5×105 ×b £ Re £106 b; (2.11)
С= 1,000 за 106 ×b <Re £ 2× 106 b; (2.12)
С= 1,010 за 2×106 ×b < Re £ 108 b. (2.13)