Hydraulický odpor

Hydraulický odpor při proudění tekutiny je způsoben jednak hydraulickou drsností stěn potrubí či koryta a současně vzájemným třením částic tekutiny (vazkostí tekutiny), jednak nejrůznějšími singularitami, v nichž dochází k deformaci rychlostního a tlakového pole (změna směru, zúžení, rozšíření – ať již náhlé nebo pozvolné, dělení či naopak stékání proudu, uzávěry a měrná zařízení atd.).

Hydraulické odpory se projevují jako ztráta mechanické energie; pokud ztráta vzniká podélným pohybem tekutiny a je působena hydraulickou drsností a vazkostí tekutiny, mluvíme o ztrátě třením, která je úměrná délce úseku, na které proudění probíhá či jej sledujeme, v singularitách vznikají tzv. ztráty místní. V obou případech vznikají v tekutině turbulentní víry, které se postupně rozpadají až na pohyb jednotlivých molekul a mechanická energie se mění v energii převážně tepelnou. Tato disipace energie je tedy podstatou hydraulických ztrát.

Ztráty pro reálnou kapalinu můžeme vyjádřit z Bernoulliho rovnice (ve vodohospodářské hydraulice se používá zásadně výškový tvar)

$h_1+\frac{p_1}{\rho g}+\frac{{\alpha }_1{v}_1^2}{2g}=h_2+\frac{p_2}{\rho g}+\frac{{\alpha }_2{v}_2^2}{2g}+\sum Z$

kde $h_i$ [m] je tzv. geodetická výška [m] (výška osy potrubí či povrchu dna koryta nad srovnávací rovinou) v $i$-tém profilu, $p_i$ je tlak [Pa] (tlak v ose potrubí či hydrostatický tlak na dně koryta) v $i$-tém profilu, $\rho$ je hustota kapaliny [kgm³], $g$ tíhové zrychlení [ms⁻²], ${\alpha }_i$ Coriolisovo číslo v $i$-tém profilu, a $v_i$ střední průřezová rychlost [ms⁻¹] v $i$-tém profilu, a

$\sum Z=\sum Z_t+\sum Z_m$

kde $Z_t$ je ztráta třením [m] v každém jednotlivém úseku a $Z_m$ je místní ztráta [m] v každé singularitě. Přitom v Bernoulliho rovnici je $\frac{p_i}{\rho g}$ [m] tzv. tlaková, $\frac{\alpha v_i^2}{2g}$ [m] rychlostní výška.