квадратичная область 
:
– формула Б. Л. Шифринсона.
В случае течения жидкости по трубам, форма поперечного сечения которых отличается от круга, в приведенных выше формулах используют вместо d эквивалентный диаметр:
,
где S – площадь поперечного сечения трубы; П – полный смоченный периметр трубы.
Коэффициент гидравлического трения при ламинарном течении в трубах различной формы рассчитывают по формуле
,
где А – коэффициент, численное значение которого зависит от формы поперечного сечения трубы (см. табл. П 1.8).
Пропускная способность трубопроводов в период эксплуатации снижается. Вследствие коррозии и образования отложений в трубах шероховатость их увеличивается, что в первом приближении можно оценить по формуле
,
где Dо – абсолютная шероховатость новых труб, мм; Dt – абсолютная шероховатость через t лет эксплуатации, мм; a – коэффициент, характеризующий быстроту возрастания шероховатости, мм/год (см. табл. П 1.9).
Сифоном называют соединяющий два резервуара трубопровод, часть которого расположена выше уровня жидкости в напорном резервуаре. Допускаемое возвышение верхней точки сифона определяют по формуле
,
где 
– потеря давления на участке от напорного резервуара до верхней точки сифона. Минимально допускаемое давление в верхней точке сифона должно быть выше давления насыщения при данной температуре.
Местные потери давления в трубах
Местные сопротивления, к которым относят арматуру, фасонные части трубопроводов и прочее оборудование, вызывают изменения величины и (или) направления скорости движения жидкости на отдельных участках трубопроводов, что приводит к потерям давления в них. Потери давления определяют по формуле Вейсбаха:
.
Значения коэффициентов местных сопротивлений V зависят от конфигурации местного сопротивления и режима течения жидкости перед ним.
При внезапном сужении трубопровода (резком изменении площади проходного сечения от S1 до S2) коэффициент местного сопротивления
,
где e – коэффициент сжатия струи, который можно определить по формуле А. Д. Альтшуля:
,
где 
.
Коэффициент местного сопротивления диафрагмы, расположенной внутри трубы постоянного сечения (отнесенный к сечению трубопровода):
,
где nд = So / S – отношение площади отверстия диафрагмы So к площади сечения трубы S.
При движении жидкости с малыми числами Рейнольдса коэффициенты местных сопротивлений ориентировочно определяют по формуле А. Д. Альтшуля:
,
где 
– значение коэффициента местного сопротивления в квадратичной области; Re – число Рейнольдса, отнесенное к нестесненному сечению трубопровода.
Значения параметра А и для некоторых местных сопротивлений приведены в приложении (см. табл. П 1.10).
Если расстояние между отдельными местными сопротивлениями достаточно велико для того, чтобы искажение эпюры скоростей, вызванное одним из них, не сказывалось на следующем, потери давления во всех местных сопротивлениях суммируют. Для этого необходимо, чтобы местные сопротивления отстояли друг от друга на расстояние, превышающее lвл, определяемое по формулам:
для турбулентного движения
,
где l – коэффициент трения трубы, на которой расположено местное сопротивление;
при малых числах Рейнольдса
.
Задачи
Задача 1. Для ограничения расхода воды в водопроводной линии установлена диафрагма. Избыточное давление в трубе до и после диафрагмы постоянно и равно соответственно р1 = 63,7 кПа и р2 = 20,5 кПа. Диаметр трубы D = 0,076 м. Определить необходимый диаметр отверстия диафрагмы d с таким расчетом, чтобы расход в линии был равен Q = 0,0059 м3/с.
Задача 2. Определить потери давления в радиаторе, если расход масла |
|
м3/с. Диаметр коллектора 
м, диаметр трубок 
м, их длина 
м, количество – 4. Плотность масла 
кг/м3. Коэффициент 
м2/с.
Задача 3. Найти потери давления Dpм на преодоление местных сопротивлений при движении воды в стальном трубопроводе диаметром d = 0,025 м при повороте на угол a = 90˚ без вставки и со вставкой. Найти наименьшую длину вставки lвл, при которой отсутствует взаимное влияние двух местных |
|
сопротивлений. Скорость воды V = 5 м/с, температура воды 20˚С.
Задача 4. По гидравлически гладкой горизонтальной трубе диаметром d перекачивают бензин с расходом Q при температуре 10˚С. Найти перепад давления на длине L, равной 5 метрам.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
d, мм | 50 | 60 | 15 | 10 | 15 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 |
Q, л/с | 6 | 6 | 2 | 2 | 2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
Задача 5. При какой разности уровней h расход моторного топлива М3 (t = 40˚С, r = 900 кг/м3) через сифонный трубопровод будет равен Q? Определить давление в сечении В–В, если при общей длине L, равной 20 метрам, расстояние от начала трубопровода до сечения В–В составляет 15 метров, а диаметр d – 50 миллиметров. |
|
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Q, л/с | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
Задача 6. Вычислить изменение потери давления и потребной мощности в гидравлически гладком трубопроводе диаметром d и длиной L, равной 100 метрам, по которому перекачивается моторное топливо М3 с расходом Q при подогреве его с 10 до 40˚С.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
d, мм | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 100 | 110 | 120 | 100 | 150 |
Q, л/с | 15 | 15 | 25 | 25 | 25 | 50 | 50 | 50 | 75 | 75 |
Задача 7. В цистерны подается вода с расходом Qо, равным 10 литров в секунду, и сливается по вертикальному трубопроводу диаметром d, длиной L, равной 2 метрам. Определить уровень воды H, считая трубопровод гидравлически гладким, а коэффициент местной потери напора (местного сопротивления) в кране А – V равным 2,0. Найти давление в сечении К – К, расположенном на расстоянии 2 метра от места слива. |
|
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
d, мм | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
Задача 8. Чему должно быть равно избыточное давление воздуха над поверхностью керосина (t = 20˚С) при расходе Q? Трубопровод гидравлически гладкий; d = 10 мм; L = 1 м; коэффициент местных потерь давления в кране V = 2,5; H = 3 м. |
|
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Q, л/с | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
Задача 9. Вода перепускается из одного резервуара в другой по трубопроводу переменного сечения. Определить расход при показанных
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 |
Основные порталы (построено редакторами)