Зависимости для коэфф гидравлического трения и области их применения

Для определения потерь по длине применяется формула Дарси-Вейсбаха

Чтобы выбрать соответствующую зависимость для l предлагается простой алгоритм. Обычно заданы: расход Q, диаметр трубы d, кинематический коэффициент вязкости n и величина эквивалентной шероховатости k_Э (из таблиц) для данного материала. В таблице 8.1 приведены значения к_э для труб из разных материалов.

Таблица 8.1

Трубы, их материалы и состояние стенок	k 1, мм
Стальные цельнотянутые новые Стальные цельнотянутые, находившиеся в эксплуатации Стальные цельнотянутые после продолжительной эксплуатации, сильно за-ржавленные Железные оцинкованные Чугунные асфальтированные новые Чугунные новые Чугунные, находившиеся в эксплуатации	0,02-0,07 0,2-0,5   До 1,0 0,15-0,18 0,13 0,25 1,4

1.Определяют
а) среднюю скорость V=Q/S=4Q/пd²;

б) Число Рейнольдса Re=Vd/ν

в) относительную шероховатость k_Э/d.

1. Если Re<2300, то имеет место ламинарный режим и
λ=64/Re.

2. Если Re>4000, то определяют величину параметра
Re

3. Если Re <10, то имеет место гладкостенная зона сопротивления и λ определяется по формуле Блазиуса

4. Если 10< Re <500, то имеет место доквадратичная зона сопротивления l определяется по формуле Альтшуля.

5.Если Re >500, то имеет место квадратичная зона сопротивления и l определяется по формуле Шифринсона

Билет №13

1) хар-ка трубопровода!расчёт параллельного трубопровода

Характеристика трубопровода

В гидравлических расчетах простых и сложных трубопроводов используют графические методы, которые во многих случаях облегчают решение задач. Эти методы основаны на графическом построении характеристик трубопроводов.

Характеристикой трубопровода называется график зависимости суммарных потерь напора в трубопроводе от расхода.

Для простого трубопровода потери равны требуемому напору, который в общем случае может быть найден по формуле

(11.1)

,

которая при заданных значениях l, d, ∑ζ_i, К_э однозначно отражает зависимость напора Н от расхода Q.

(11.2)

Для квадратной области зависимость (11.1) переходит в следующую

h_W = H = KQ² ,

а если учитывать только сопротивления по длине, то (11.2) примет вид

(11.3)

h_W = H = A · l · Q²

Зависимости (11.1) и (11.2) возможно представить в координатах H – Q, задавая ряд значений Q и определяя соответствующие им значения Н.

 

 

 

Полученная на рис. 11.1 кривая представляет геометрический образ характеристики трубопровода. Если помимо гидравлических сопротивлений необходимо еще преодолеть геометрический напор Н_г (высоту Н_г или эквивалентную разность давлений), то график (характеристика трубопровода) будет иметь вид как на рис. 11.2 (Н = Н_г при Q=0).

Пример. Рассмотрим расчет параллельного соединения простых трубопроводов в общем случае, когда заранее неизвестны зоны сопротивления в ветвях. Допустим, что имеются три ветви (число их на ход расчета не влияет).

Заданы: общий расход и параметры каждой из ветвей. Необходимо найти потери напора и расход в каждой из них.

Для решения задачи строим на одном графике в координатах H – Q характеристики всех ветвей, рис. 11.3 (в общем случае все они будут разные). Затем строим результирующую характеристику по нескольким точкам. Для этого при некотором значении Н, одинаковом для всех характеристик суммируем расходы и получаем точку для построения результирующей характеристики. После того, как она построена по нескольким точкам, откладываем на оси Q заданный суммарный (общий) расход, находим искомое значение Н и по каждой из характеристик ветвей находим значения расходов Q₁, Q₂ и Q₃.

Параллельное соединение

При параллельном соединении участков трубопровода жидкость, подходя с расходом Q к точке их разветвления А, распределяется по ответвлениям и далее снова собирается в точке их соединения В, рис. 4.2.

При параллельном соединение обычно заданы

o Суммарный расход до точки разветвления,

o Длина, диаметр, величина к_э каждой ветви.

Основными задачами гидравлического расчета в этом случае являются.

o Определение расходов Q₁, Q₂, Q₃, …, Q_n, на отдельных участках, соединенным параллельно.

o Определение потерь напора Δh между точками А и В, на каждом участке.

При решении задачи прежде всего учтём очевидное условие: равенство расхода Q сумме всех расходов на отдельных участках

(4.4)

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ +…+ Qn,

(4.5)

Для дальнейшего решения представим, что в точках А и В установлены пьезометры; так как концы всех участков смыкаются в одних и тех же точках А и В, то потери на всех этих участках одинаковы и равны Δh (Δh – разность показаний пьезометров установленных в точках А и В). Поэтому справедливо следующие равенство

Δh = Δh ₁ = Δh ₂ = Δh ₃ = …= Δh _n

Решая систему уравнений (4.5), можно выразить все расходы через один (например, через Q₁) и подставив затем эти значения расходов в (4.4) найти Q₁. после этого с помощью (4.5) определяют последовательно расходы Q₂, Q₃, …, Q_n, а по любому из уравнений системы (4.5) определяют потери напора Н.