Все трубопроводы подразделяются на две категории: простые и сложные. Несложный трубопровод не имеет разветвлений на пути перемещения жидкости, но может воображать последовательное соединение труб различного диаметра. Сложный трубопровод имеет хотя бы одно разветвление и может содержать как параллельные и последовательные соединения труб.
В случае если в трубопроводе нужно обеспечить расход жидкости Q, то потребный для этого напор Нпотр. – пьезометрическая высота в начальном сечении определяется по формуле
, (6.1)
где
– статический напор,
— суммарные утраты напора на сопротивление в трубопроводе.
Суммарная утрата напора складывается из утрат на трение на всей протяженности местных потерь и трубы
=
+
Для определения утрат напора на трение в трубах круглого сечения возможно применять формулу Дарси, которую для предстоящих расчетов комфортно выразить через расход:
(6.2)
где l – протяженность разглядываемого участка трубопровода; d – диаметр трубопровода; ? – безразмерный коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси).
При турбулентном перемещении коэффициент трениязависит от относительной шероховатости
и числа Рейнольдса трубы ?
Значения эквивалентной (безотносительной) шероховатости ? для разных труб представлены в Приложении 7.
Универсальной формулой, учитывающей в один момент оба фактора есть формула Альтшуля:
(6.3)
Для гидравлически ровных труб шероховатость на сопротивление не воздействует, и коэффициент сопротивления
конкретно определяется числом Рейнольдса:
(6.4)
Местные утраты напораопределяются по формуле Вейсбаха:
(6.5)
где ? – средняя скорость потока в сечении перед местным сопротивлением ? – коэффициент местного сопротивления (определяется формой местного сопротивления и его геометрическими параметрами).
C учетом формул Дарси и Вейсбаха,
=
+
(6.6)
При неожиданном расширении трубы утрата напора происходит при вводе жидкости в силовые цилиндры, пневмогидравлические аккумуляторная батареи, прочие устройства и фильтры. Величина данной утраты равна скоростному напору потерянной скорости (теорема Борда):
Обозначим
— коэффициент местных сопротивлений при расширении трубы, где d1 и d2 – внутренние диаметры сечений трубы перед и за расширением.
При неожиданного сужения трубопровода коэффициент местных сопротивлений равен
,
где S1 и S2 – площади сечений трубы до и по окончании сужения.
Формула (6.6) честна для обоих режимов, но для ламинарного режима эргономичнее применять формулу Пуазейля:
, (6.7)
в которой нужно заменить фактическую длину трубопровода расчетной, равной
,
где
– протяженность, эквивалентная всем местным гидравлическим сопротивлениям в трубопроводе.
Формула для расчета потребного напора имеет форму
, (6.8)
где для ламинарного режима течения
, m=1; (6.9)
, m=2 (6.10)
Характеристики суммарных потерь
и потребного напора напора трубопроводов
=
при ламинарном режиме воображает прямые, при турбулентном — параболы.
Слепой расчет (2014) Мелодрама фильм сериал