Расчет потерь давления в трубопроводах

Гидравлические потери в трубопроводах слагаются из потерь на гидравлическое трение _т и потерь в местных сопротивлениях трубопроводов _м .

Величина потерь давления на трение _т для каждого расчетного участка определяется по зависимости

,                               (3.9)

 

где r – плотность рабочей жидкости;

l – коэффициент гидравлического трения;

  l, d – длина и диаметр трубопровода на расчетном участке;

 – средняя скорость движения рабочей жидкости на расчетном участке.

Для вычисления коэффициента трения l необходимо определить режим движения жидкости по числу Рейнольдса:

,                                    (3.10)

где v - кинематическая вязкость рабочей жидкости.

При ламинарном движении (Re<2300) коэффициент гидравлического трения равен:

.                                                                (3.11)

При турбулентном движении (Re>2300) для гладких труб

.                                            (3.12)

Для шероховатых труб можно использовать формулу

,                               (3.13)

где k_э=0,76×D – эквивалентная абсолютная шероховатость;

D – абсолютная шероховатость.

Абсолютную шероховатость для стальных труб можно принять равной: для новых стальных труб D=0,05×10^-3м; для труб, находящихся в эксплуатации, D=0,1×10^-3 м.

Трубы из цветных металлов считаются гладкими.

Определим потери давления на трение на участке 1. Т.к. диаметр трубопровода был округлен, уточним значение средней скорости потока по формуле

.                                    (3.14)

Подставляя данные участка 1, получим

 м/с.

Определим число Рейнольдса

.

Коэффициент l для ламинарного движения будет равен:

.

Потери давления на трение на участке 1 составят:

 Па.

Рассмотрим участок 2.

Средняя скорость потока равна

 м/с.

Режим движения жидкости турбулентный, т.к.

.

Принимаем абсолютную шероховатость, равную  м, тогда .

Тогда .

Потери давления на трение на участке 2 составят:

 Па=23,26 кПа.

Расчеты производим для рабочих операций. Если гидроцилиндр по исходным данным выполняет рабочие операции как при втягивании, так и при выталкивании штока, рассчитываем наиболее нагруженный режим работы.

Расчеты по всем участкам сводим в таблицу 3.2.

Потери давления в местных сопротивлениях рассчитываются по формуле

,                            (3.15)

где x – коэффициент местного сопротивления, определяемый по справочным таблицам [1], [2], [4], [5];

m – количество однотипных сопротивлений на участке.

   Результаты расчетов по участкам сводим в таблицу 3.3. Вид и количество местных сопротивлений выбираем в соответствии с гидросхемой и особенностями конструкции машины-аналога.

 

Таблица 3.2 - Потери на трение по длине трубопроводов

Обозначение участка	Расчетное назначение участка	Средняя скорость потока, , м/с	Число Рейнольдса	Коэффициент гидравлических потерь, l	Потери давления на трение, т, кПа
1	всасывающий	1,1	1964	0,0382	0,1
2	напорный	4,28	2446	0,0467	23,26
3	напорный	1,75	1562	0,048	10,23
4	сливной	1,75	1562	0,048	10,23
5	напорный	1,07	1223	0,0613	9,54
6	сливной	1,72	1228	0,0611	43,25
7	сливной	1,71	1954	0,0384	4,58
8	сливной	1,62	2893	0,04375	0,3

 

При определении коэффициента местного сопротивления при входе жидкости в бак учитывалось, что при турбулентном движении j=1, при ламинарном j=2 [1].