Pierderi de sarcină hidraulică

Pierderea de sarcină hidraulică totală reprezintă raportul dintre fluxul de energie

mecanică disipată între două secțiuni ale unui curent de fluid şi produsul gQ , unde

este densitatea fluidului, g este accelarația gravitațională, iar Q este debitul volumic (vezi

conceptul: Legea energiilor în curentul unidimensional de fluid).

Pierderea de sarcină hidraulică totală, notată rh , se determină prin însumarea pierderilor

de sarcină hidraulică uniform distribuite dh şi pierderilor de sarcină hidraulică

locale lh . Pentru o conductă circulară, de diametru D şi lungime L, de-a lungul căreia

există un număr de n neuniformităţi (elemente perturbatoare ale curgerii, ca de exemplu:

coturi, vane, îngustări sau lărgiri de secţiune), pierderea de sarcină hidraulică totală se

scrie:

n

jjldr hhh

1

. (1)

Din punct de vedere fizic, mecanismul de disipare a energiei diferă la cele două tipuri de

pierderi de sarcină hidraulică.

Pierderile de sarcină hidraulică uniform distribuite (numite și pierderi de sarcină

hidraulică liniare) se datorează vâscozităţii fluidului (vezi conceptul: Pierderi de sarcină

hidraulică uniform distribuite). Ele apar datorită frecărilor existente între straturile de

fluid care se deplasează cu viteze diferite de-a lungul curgerii. Datorită proprietăţii de

adeziune a fluidelor la frontiera solidă pe lângă care curg, viteza relativă dintre un fluid în

mişcare şi peretele solid pe lângă care curge fluidul este nulă şi, în consecinţă, nu pot

apărea disipări ale energiei prin frecare la interfaţa fluid-solid. Totuşi, măsurătorile

efectuate experimental de diferiţi autori au arătat că, în majoritatea cazurilor, rugozitatea

frontierei solide este unul dintre factorii importanţi în determinarea valorilor pierderilor

de sarcină hidraulică.

Pierderile de sarcină hidraulică locale (vezi conceptul: Pierderi de sarcină hidraulică

locale) sunt pierderi suplimentare datorate neuniformitatilor existente pe traseul de

curgere al fluidelor (schimbări de direcție, modificări ale secțiunii de curgere, ramificații,

organe de închidere ale circuitelor hidraulice etc).

Ţinând seama de relaţile pentru pierderea de sarcină hidraulică uniform distribuită şi cea

pentru pierderea de sarcină hidraulică locală în funcție de debit, pierderea de sarcină

hidraulică totală se poate scrie la rândul său în funcţie de debit:

2

1

QMMhn

jjldr

2MQhr , (2)

unde dM este modulul de rezistenţă hidraulică distribuită, lM este modulul de

rezistenţă hidraulică locală, iar M este modulul de rezistenţă hidraulică al conductei.

Pentru simplificarea scrierii, în calculul conductelor, pierderea de sarcină hidraulică totală

se exprimă preponderent sub forma 2MQhr .