Визначення втрат енергії на тертя по довжині трубопроводу і на місцевих опорах

Коефіцієнт втрат на тертя визначається в залежності від режиму руху рідини за формулами:

при ламінарному режимі:

, (3. 24)

при турбулентному режимі:

для гладких труб за формулою Блазіуса

 

, (3.25)

для гідравлічно шорстких труб за формулою Альтшуля

, (3. 26)

де – відносна шорсткість.

Наприклад: .

Втрати тиску на тертя по довжині трубопроводів для гідросхеми з рис. 3.1 визначаються для кожної дільниці довжиною окремо за формулою (3. 14). Для розрахунку дільниць нагнітаючої магістралі підставляють значення швидкості руху рідини м/с, діаметр трубопроводу за (3.20), а для зливної – м/с, діаметр зливного трубопроводу за (3.22).

Наприклад:

Розрахунок втрати тиску по довжині трубопроводу. Нагнітаюча магістраль:

Втрати тиску на дільниці 1-1:

.

 

Втрати тиску на дільниці 2-2:

 

.

 

Зливна магістраль:

Втрати тиску на дільниці 3-3:

.

 

Втрати тиску на дільниці 4-4:

 

.

 

Втрати тиску на дільниці 5-5:

.

 

Втрати тиску на дільниці 6-6:

.

 

Втрати тиску в загальному випадку на місцевих опорах визначають за формулою (3. 15)

Наприклад: Нижче наведено зразок знаходження втрат на місцевих опорах) для гідросистеми, схема якої наведена на рис.1.

A) ; з [3, Додаток Ж, табл. 3.3] визначаємо значення коефіцієнта місцевих опорів за формулою:

, (2. 27)

 

де – коефіцієнт місцевих опорів, який залежить від співвідношення величин і [3, Додаток Ж, табл. 2. 1];

– коефіцієнт тертя в трубопроводі (коефіцієнт тертя по довжині).

Наприклад: Для гідросистеми рис. 1 розрахуємо втрати тиску на місцевих опорах:

А)За [3, Додаток Ж, табл.. 3.3] знаходимо , тоді , а і за [3, Додаток Е, рис. 2] для . Тоді за (3. 27)

,

а за (3. 15):

.

Б) Визначаємо ; d= 45° [3, Додаток Ж, табл. 2.2]

ξ= 0,62; в =1 [3, Додаток Е, рис. 2].

 

.

 

В) Визначаємо коефіцієнт ξ [3, Додаток Ж, рис. 2.1]

[3, Додаток Е, рис. 2], при , . За формулою (3.15) для нагнітаючого трубопроводу знаходимо:

 

.

 

Г) За [3, Додаток Е, рис. 2] визначаємо коефіцієнт ξ за рис.4 ξ= 45·λ· в; для ,

Коефіцієнт В для кута 90° [3, Додаток Ж, рис. 2.4] визначаємо за допомогою інтерполювання в = 1,21 тоді ξ =45·0,05·1,21=2,72

 

.

 

Д) Визначаємо коефіцієнт ξ [3, Додаток Ж, рис. 2.8] ξ=А λ;

α=15°, (Додаток Ж, рис. 2.8); А= 64,5 тоді ξ= 64,5·0,05=3,22, [3, Додаток Е, рис. 2] для , . За формулою (3.16) для нагнітаючого трубопроводу знаходимо:

 

.

Е) Втрати тиску на трійнику при мм і при визначаються за формулою

, (3. 28)

 

де – коефіцієнт місцевих опорів на трійнику, ;

V – швидкість руху рідини в трубопроводі, м/с;

g – прискорення вільного падіння, м/с²;

– питома вага робочої рідини, Н/м³;

Наприклад:

.

 

Визначаємо втрати тиску в нагнітаючій гідролінії носос-гідроциліндр (складова формули (3.9)), які будуть складатися з втрат тиску на тертя на дільниці 1-1, 2-2, (, ); та місцевих опорів (які задані в завданні) варіанти А, Б, В, Г, Д, Е для схеми гідравлічної принципової (рис. 3.1).

 

 

Втрати тиску в зливній гідролінії гідроциліндр-бак будуть складатися тільки з втрат на тертя на дільницях 3-3, 4-4, 5-5, 6-6.(, , , ).

 

 

 

Отримані значення та підставимо до формули визначення тиску Р, (2.9)

Отримані значення втрат на окремих дільницях складаємо, визначаємо повну витрату тиску на трасі:

 

, (3.29)

 

 

.

Цю величину слід враховувати при налаштуванні запобіжного клапану.