Документ: 749, страницы 11-15 | База учебных материалов

Коэффициент путевых потерь λ зависит от режима движения жидкости, его определяют по формулам, приведенным в табл. 1 и рекомендуемым в гидравлике [1, 4].

Таблица 1

Формулы для определения коэффициента путевых потерь λ

Характер движения

Расчётная формула

Область применения

жидкости

(её автор)

формул

Ламинарный режим дви-

λ = 75/Re

Re < 2320

жения жидкости

(Ж. Пуазейль)

Турбулентный режим движения жидкости

λ = 0,3164 / Re0,25

2320 < Re < 105

Гидравлически глад кие

(Г.Блазиус)

трубопроводы

λ =

1

105 < Re < 3 106

(1,81 lg Rе −1,5)2

Д

(П.К. Конаков)

И

Гидравлически гла дкие

68

∆ 0,25

Re > 4000

и шероховатые трубопро-

λ = 0,11

+

воды

Rе

d

( .Д.

льтшуль)

λ = 0,11(d /

)0,25

Re > 500 d /

и

(Б.Л. Шифринсон)

Гидравлически шерохо-

А

Re > 500 d /Δ

ватые трубопроводы

λ =

1

d

2

С

б1,74 +2lg

2∆

(И. Никурадзе)

λ = 124,6 n2 / 3

Re > 500 d /

d

(Маннинг)

Примечание. – эквивалентная абсолютная шероховатость.

Значения абсолютной шероховатости

(в мм) для трубопроводов из

различных материалов приведены в табл. 2.

11

Таблица 2

Значения абсолютной шероховатости труб Δ, мм

	Трубы, тянутые из латуни, свинца, меди	0…0,002
	Высококачественные бесшовные стальные	0,06…0,2
	трубы	0,06…0,2
	трубы
	Стальные трубы	0,1…0,5
	Чугунные асфальтированные трубы	0,1…0,2
	Чугунные трубы	0,2…1,0

Местные сопротивления – это участки локальных изменений геометрии потока. Таким образом, местные потери обусловлены изменением формы потока (вход в трубу), изменением диаметра трубы (внезапное расширение трубопровода, внезапное сужение трубопровода, постепенное

расширение трубопровода, краны, фильтры, распределители, угольники,
клапана и т.д.).		2g		И
клапана и т.д.).
Потери напора в местных сопротивлениях hм определяются по фор-
муле Вейсбаха		Д
	hм = ζ	ϑ2	,		(8)
	А
б
где ζ – коэффициент местного сопротивления (величина безразмерная);
ϑ– максимальное значение средней скорости потока.
и				сопротивления ζ зависит не
Величина коэффициента местного				сопротивления ζ зависит не

только от типа местного сопротивления (внезапное расширение, внезапное сужение, поворот трубы, вход в трубу, задвижка и т.д.), но и от режима движенияСж дкости её вязкости

Приведённые во многих справочных пособиях значения коэффициентов местных сопротивлений имеют экспериментальную основу и определены для квадратичной зоны сопротивления.

Для некоторых типов местных сопротивлений рекомендуются следующие формулы:

• при внезапном расширении трубопровода (S2 > S1)

	S		d2
ζ =(1 −	1	)2 =(1 −	1 )2	;	(9)

	S2		d22
• при внезапном сужении трубопровода (S2 < S1)
ζ = 0,5 (1 – S2 / S1),					(10)

12

ζ

Значения коэффициентов часто встречающихся местных сопротивлений

Тип местного сопротивления

где S1 и S2 – площади живых сечений соответственно перед и за местным сопротивлением.

В табл. 3 приведены числовые значения коэффициентов ζ наиболее часто встречающихся местных сопротивлений, рекомендуемые при ориентировочных расчётах.

Таблица 3


Присоединительный штуцер	0,1
Дроссель при полном открытии	2
Всасывающий клапан	2
Фильтр	2
Обратный клапан	2
Разъемная самозапирающаяся соединительная муфта	1

Распределение заданных видов местных сопротивлений (угольники,
					И
плавные колена и т.д.) по трубопроводу производится студентом само-
стоятельно.
В практических расчётах общие потериДнапора hпот						представляют в
виде суммы потерь напора по длине на различных участках и потерь напо-
ра на всех местных сопротивлениях в трубопроводе [2, 5]:
			А
			n	m
		б		∑hмj .		(11)
		hпот	= ∑hLi +	∑hмj .		(11)
	и		i=1	j=1
	и
	С

Построить зависимости потерь напора по длине и в местных сопротивлениях в зависимости от скорости движения жидкости на участках.

3.3. Определение гидравлического и пьезометрического уклонов

Определяется пьезометрический напор в сечениях трубопровода использованием уравнения Бернулли для всех шести сечений:

ρpg1 , ρpg2 и т.д.,

где p1 ,p2 – давления жидкости; ρ – плотность жидкости.

13

Определяется гидростатический напор (потенциальный, статический) Hp . Это сумма пьезометрического и геометрического напоров для шести

сечений:

Hp	=	p		+ z.				(12)

		ρg
Определяется полный напор						ϑ2
			p
H = z	+				+		.	(13)
			ρg			2g
Гидравлический уклон i – уклон напорной линии – может быть опре-
делён как отношение потери напора (потери энергии) hпот								к длине:
i = hпот / L,								(14)

где L – расстояние между сечениями потока движущейся жидкости.
	Гидравлический уклон – величина положительная (i > 0). Для идеаль-
ной жидкости гидравлический уклон i = 0.									И
	Пьезометрический уклон Ip – уклон пьезометрической линии – может
быть определён как отношение разности пьезометрических напоров										Hp	и
						Д				Hp
Hp2	в сечениях к длине L:		А							1
Hp2	в сечениях к длине L:		А
			Ip =	Hp			−Hp	2	.	(15)
					1			2
							L
		б					L
		б
	По величине пьезометрический уклон принимает различные значе-
	и
	С

ния: отрицательные ( Ip < 0), например, для потока реальной жидкости в расширяющейся трубе, и положительные ( Ip > 0), например, для потока реальной жидкости в сужающейся трубе. Пьезометрический уклон равен

нулю ( Ip = 0), например, для потока идеальной жидкости в горизонтальной трубе постоянного диаметра [1].

3.4. Построение напорной (гидродинамической) и пьезометрической линий

Напорная линия – это линия, соединяющая полные напоры (полную удельную энергию) в каждом сечении при графическом построении.

14

Пьезометрическая линия – это линия, соединяющая пьезометрические напоры в каждом сечении при графическом построении.

Эта линия характеризует изменение удельной потенциальной энергии по длине потока. Интенсивность изменения этой энергии характеризуется пьезометрическим уклоном.

Замечания к построению напорной и пьезометрической линий:

1.В масштабе от плоскости сравнения откладываем полные напоры в сечениях трубопровода и соединив их уровни получим напорную или гидродинамическую линию

2. Откладываем вниз от напорной линии величину скоростного напора αϑ2 / 2g и получаем пьезометрическую линию [5].

Далее приведены разные варианты для расчета гидравлического тру-

бопровода переменного сечения.				И
				И
			Д
		А
	б
и
С

15

Материал: 749

3.3. Определение гидравлического и пьезометрического уклонов

3.4. Построение напорной (гидродинамической) и пьезометрической линий

Смотрите также: