Расчет гидравлического сопротивления трубопровода: Самостоятельный гидравлический расчет трубопровода

Содержание

Гидравлическое сопротивление. Расчет в Excel.

Опубликовано 24 Июн 2018
Рубрика: Теплотехника | 36 комментариев

Выполнение расчета гидравлического сопротивления отдельного трубопровода и всей системы в комплексе является ключевой задачей в гидравлике,  решение которой позволяет подобрать сечения труб и насос с необходимыми значениями давления и расхода в рабочем режиме.

В одной из ранних статей на блоге рассмотрен простой пример расчета трубопровода с параллельными участками с использованием понятия «характеристика сопротивления». В конце статьи я анонсировал: «Можно существенно  повысить точность метода…». Под этой фразой подразумевалось учесть зависимость характеристик сопротивления от расхода более точно. В том расчете характеристики сопротивлений выбирались из таблиц по диаметру трубы и по предполагаемому расходу. Полковов Вячеслав Леонидович написал взамен таблиц пользовательские функции в Excel для более точного вычисления гидравлических сопротивлений, которые любезно предоставил для печати. Термины «характеристика сопротивления» и «гидравлическое сопротивление» обозначают одно и то же.

Краткая теория.

В упомянутой выше статье теория вкратце рассматривалась. Освежим в памяти основные моменты.

Движение жидкостей по трубам и каналам сопровождается потерей давления, которая складывается из потерь на трение по длине трубопровода и потерь в местных сопротивлениях – в изгибах, отводах, сужениях, тройниках, запорной арматуре и других элементах.

В гидравлике в общем случае потери давления вычисляются по формуле Вейсбаха:

∆Р=ζ·ρ·w²/2, Па, где:

  • ζ – безразмерный коэффициент местного сопротивления;
  • ρ – объёмная плотность жидкости, кг/м
    3
    ;
  • w – скорость потока жидкости, м/с.

Если с плотностью и скоростью всё более или менее понятно, то определение коэффициентов местных сопротивлений – достаточно непростая задача!

Как было отмечено выше, в гидравлических расчетах принято разделять два вида потерь давления в сетях трубопроводов.

  1. В первом случае «местным сопротивлением» считается трение по длине прямого участка трубопровода. Перепад давления для потока в круглой трубе рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха:

∆Ртртр·ρ·w²/2=λ·L·ρ·w²/(2·D), Па, где:

  • L
    – длина трубы, м;
  • D – внутренний диаметр трубы, м;
  • λ – безразмерный коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси).

Таким образом, при учете сопротивления трению коэффициент потерь – коэффициент местного сопротивления – и коэффициент гидравлического трения связаны для круглых труб зависимостью:

ζтр=λ·L/D

  1. Во втором случае потери давления в местных сопротивлениях вычисляются по классической формуле Вейсбаха:

∆Рмм·ρ·w²/2, Па

Коэффициенты местных сопротивлений определяются для каждого вида «препятствия» по индивидуальным эмпирическим формулам, полученным из практических опытов.

Выполним ряд математических преобразований. Для начала выразим скорость потока через массовый расход жидкости:

w=G/(ρ·π·D²/4), м/с, где:

  • G – расход жидкости, кг/с;
  • π – число Пи.

Тогда:

∆Ртр=8·λ·L·G²/(ρ·π²·D5), Па;

∆Рм=8·ζм·G²/(ρ·π²·D4), Па.

Введем понятие гидравлических сопротивлений:

Sтр=λ·L·/(ρ·π²·D5), Па/(кг/с)²;

Sм=8·ζм·/(ρ·π²·D4), Па/(кг/с)².

И получим удобные простые формулы для вычисления потерь давления при прохождении жидкости в количестве G через эти гидравлические сопротивления:

∆Ртр=Sтр·G², Па;

∆Рм=Sм·G², Па.

Размерность гидравлического сопротивления (Па/(кг/с)²) определена массовой скоростью (кг/с) движения жидкости, а физические процессы в транспортных системах зависят от её объёмной скорости (м

3/с), что учтено в формулах присутствием объёмной плотности ρ транспортируемой жидкости.

Для удобства последующих расчётов целесообразно введение понятия «гидравлическая проводимость» — а.

Для последовательного и параллельного соединений гидравлических сопротивлений справедливы формулы:

Sпосл=S1+S2+…+Sn, Па/(кг/с)²;

Sпар=1/(а1+a2+…+an, Па/(кг/с)²;

ai=(1/Si)0,5, (кг/с)/Па0,5.

Коэффициент гидравлического трения.

Для определения гидравлического сопротивления от трения о стенки трубы Sтр необходимо знать параметр Дарси λ – коэффициент гидравлического трения по длине.

В технической литературе приводится значительное количество формул разных авторов, по которым выполняется вычисление коэффициента гидравлического трения в различных диапазонах значений числа Рейнольдса.

Обозначения в таблице:

  • Re – число Рейнольдса;
  • k – эквивалентная шероховатость внутренней стенки трубы (средняя высота выступов), м.

В [1] приведена еще одна интересная формула расчета коэффициента гидравлического трения:

λ=0,11·[(68/Re+k/D+(1904/Re)14)/(115·(1904/Re)10+1)]0,25

Вячеслав Леонидович выполнил проверочные расчеты и выявил, что вышеприведенная формула является наиболее универсальной в широком диапазоне чисел Рейнольдса!

Значения, полученные по этой формуле чрезвычайно близки значениям:

  • функции
    λ=64/Re
    для зоны ламинарного характера потока в диапазоне 10<Re<1500;
  • функции λ=0,11·(68/Re+k/D)0,25для зоны турбулентного характера потока при Re>4500;
  • в диапазоне 1500<Re<4500 согласно анализу присутствует переходная зона.

В переходной зоне, согласно опытам Никурадзе, график функции λ=f(Re,D,k) имеет сложную форму. Он представляет собой две сопряженные обратные кривые, которые в свою очередь сопрягаются с одной стороны с кривой гладких труб (ламинарный поток), а с другой стороны с прямыми относительной шероховатости.

Данная зона до конца не изучена, поэтому желательно гидравлические режимы проектируемых систем рассчитывать без захода в эту область: 1500<Re<4500!

На следующем рисунке показаны графики функции λ=f(Re,D,k), построенные по вышеприведенной универсальной формуле. Характер кривых в переходной области соответствует графикам Никурадзе [2, 4].

Пользовательская функция в Excel КтрТрубаВода(Рвода,tвода,G,D,kэ) выполняет расчет коэффициента гидравлического трения

λ по рассмотренной универсальной формуле. При этом везде далее kэ=k.

Внимание!

  1. В зоне переходного характера потока происходит смена знака наклона кривой λ, что может вызвать неработоспособность систем автоматического регулирования!
  2. ПФ КтрТрубаВода(Pвода,tвода,G,D,kэ) при турбулентном потоке существенно зависит от значения – эквивалентной шероховатости внутренней поверхности трубы. В связи с этим следует обращать внимание на задание объективного значения с учётом используемых при монтаже труб (см. [2] стр.78÷83).

Расчет в Excel гидравлических сопротивлений.

Для облегчения выполнения рутинных гидравлических расчетов Полковов В.Л. разработал ряд пользовательских функций. Перечень некоторых из них, наиболее часто используемых на практике, приведен в таблице ниже.

Некоторые пояснения по аргументам пользовательских функций:

  • ГСдиффузор(Pвода,tвода,G,Dmin,Dmax,kэ,L) – свободные размеры;
  • ГСпереходДиффузор(Pвода,tвода,G,Dmin,Dmax,kэ) – стандартный переход;
  • ГСконфузор(Pвода,tвода,G,Dmin,Dmax,kэ,L) – свободные размеры;
  • ГСпереходКонфузор(P
    вода
    ,tвода,G,Dmin,Dmax,kэ)
    – стандартный переход;
  • ГСотвод(Pвода,tвода,G,D0,R0,Угол,kэ) – свободные размеры;
  • ГСотводГОСТ(Pвода,tвода,G,D,Угол,kэ) – стандартный отвод.

Приведённые пользовательские функции желательно использовать с учётом начального участка транспортирования (расстояния от одного гидравлического сопротивления до следующего гидравлического сопротивления). Это позволяет уменьшить погрешности расчётов, вызванных влиянием «неустановившегося» характера потока жидкости.

Для турбулентных течений длина начального участка должна быть не менее:

Lнач=(7,88·lg (Re) – 4,35)·D

Для ламинарных течений минимальная длина начального участка:

Lнач=B·Re·D

Здесь В=0,029 по данным Буссинекса, и В=0,065 по данным Шиллера, D — внутренний диаметр системы транспортирования.

Далее на скриншоте показана таблица в Excel с примерами расчетов гидравлических сопротивлений.

Литература:

  1. Черникин А.В. Обобщение расчета коэффициента гидравлического сопротивления трубопроводов // Наука и технология углеводородов. М.: 1998. №1. С. 21–23.
  2. И.Е. Идельчик, «Справочник по гидравлическим сопротивлениям». 3-е издание, переработанное и дополненное. Москва, «Машиностроение», 1992.
  3. А.Д. Альтшуль, «Гидравлические сопротивления», издание второе, переработанное и дополненное. Москва, «НЕДРА», 1982.
  4. Б.Н. Лобаев, д.т.н., профессор, «Расчёт трубопроводов систем водяного и парового отопления». Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре. УССР, Киев, 1956.

Ссылка на скачивание файла: gidravlicheskie-soprotivleniya (xls 502,0KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Гидравлическое сопротивление аппаратов и трубопроводов

    При расчете процессов и аппаратов химической технологии необходимо учитывать гидродинамические условия в аппаратах (скорости потоков, гидродинамическая структура потоков и т.п.), которые очень сильно влияют на осуществляемые в них процессы. В данной главе рассмотрены вопросы определения движущей силы гидродинамических процессов и расчета гидравлического сопротивления аппаратов, которым в значительной мере определяется расход энергии на проведение практически любого технологического процесса. Кроме того, знание законов гидравлики позволяет рещать много других важных инженерных задач, например определение расхода жидкости, протекающей по трубопроводу распределение скоростей в стекающей по вертикальной стенке жидкой пленке продолжительность истечения жидкости из резервуара и т. п. [c.93]
    Расчет гидравлического сопротивления аппаратов химической технологии в принципе ничем не отличается от рассмотренного выше расчета гидравлического сопротивления трубопроводов. Обычно в аппаратах наибольший вклад в общие потери напора приходится на долю местных сопротивлений, поскольку в большинстве случаев промышленные аппараты не являются полыми, а заполнены различными материалами (гранулами, насадкой и т. п.) и устройствами (контактными тарелками, мешалками и т. п.), которые существенно и многократно изменяют направление и сечение потоков газа и жидкости при их движении через аппарат. В этих условиях и критические числа критерия Рейнольдса значительно меньше. Например, для аппаратов с насадкой Ке р составляет несколько десятков (вспомним, что для гладких труб Ке р = 2300). Все это следует учитывать при гидравлических расчетах аппаратов, которые будут даны в последующих главах. [c.107]

    В принципе расчет гидравлического сопротивления мембранных аппаратов аналогичен известным методам расчета потерь напора при движении жидкости в каналах или трубопроводах. Так, для определения потери напора АР (кгс/см ) в трубчатом модуле рекомендуется [12, с. 258] следующее выражение  [c.268]

    Пример 7-1. Серная кислота (плотность р = 1850 кг м ) перекачивается насосом в аппарат, работающий под избыточным давлением р = 2,45 бар (2,5 ат). Выбрать насос для подачи кислоты в количестве = 150 м /ч и определить мощность электродвигателя к насосу. Геометрическая высота подъема кислоты Яг = 15 м, гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода Лвс. = 1,0 м столба кислоты, нагнетательного трубопровода Лн = 4 л столба кислоты. [c.196]

    Псевдоожижение — процесс приведения твердого зернистого материала в состояние, при котором его свойства приближаются к свойствам жидкости. Псевдоожиженные системы способны принимать форму аппарата (емкости), перемещаться по трубопроводу, выталкивать тела меньшей плотности, обладают свойствами вязкости и текучести. Режим псевдоожижения (режим кипящего слоя ) достигается при таком состоянии системы, когда вес зернистого материала, приходящийся на единицу площади сечения аппарата, уравновешивается силой гидравлического сопротивления слоя, то есть  [c.109]

    Знание вязкости и вязкостно-термобарических свойств необходимо для решения как практических задач, связанных с расчетом гидравлического сопротивления в трубопроводах, массо-теплообменных и реакционных аппаратах промежуточных установок, так и научных проблем, посвященных выяснению закономерностей межмолекулярного взаимодействия. Вязкость и вязкостно-температурные свойства являются показателями эксплуатационных качеств смазочных масел. Среди классов углеводородов наименьшую вязкость имеют н-алканы, наибольшую — цикланы, а арены занимают промежуточное положение. Возрастание числа циклов и удлинение боковых цепей у аренов и цикланов приводит к повышению их вязкости. [c.99]


    Избыточное давление, которое должен обеспечить вентилятор для преодоления гидравлического сопротивления аппарата и трубопровода, равно  [c.16]

    Во многих аппаратах для тепловых и массообменных процессов каналы, по которым проходит жидкость или газ, имеют полое сечение (круглое или прямоугольное). Гидравлическое сопротивление таких аппаратов рассчитывают по тем же формулам что и сопротивление трубопроводов. Осадки на филь трах, гранулы катализаторов и сорбентов, насадки в абсорбционных и ректификационных колоннам и т. п. образуют в аппаратах пористые или зернистые слои II—3]. При расчете гидравлического сопро тивления таких слоев можно использовать зависи мость, на первый взгляд, аналогичную уравнению для определения потери давления на трение в трубопроводах  [c.11]

    Свежий водород, очищенный от механических примесей и катализаторных ядов, сжимают компрессором 1 до 1—2 МПа. Рециркулирующий водород дожимают до рабочего давления циркуляционным компрессором 2 (так как давление снижается из-за гидравлических сопротивлений в трубопроводах и аппаратах). После этого свежий и рециркулирующий водород смешивают, подогревают в теплообменнике 3 реакционной смесью, выходящей из реактора, и через барботер подают в испаритель-сатуратор 6. Фенол из емкости 4 насосом 5 высокого давления тоже подают в испаритель-сатуратор 6. Чтобы избежать кристаллизации фенола, емкость 4 и трубопроводы для фенола обогревают паром. [c.506]

    По химическому составу пыль обжигового газа практически не отличается от огарка. Ее тщательно удаляют из обжигового газа, так как она засоряет аппаратуру, повышает гидравлическое сопротивление аппаратов и трубопроводов, загрязняет продукционную кислоту и создает ряд других трудностей в производственном процессе. [c.90]

    Давление на выходе из реактора зависит от гидравлического сопротивления аппаратов и трубопроводов после реактора. Эту величину обычно задают, исходя из производственных данных. Поэтому реально можно регулировать давление на входе в слой. Последнее зависит от сопротивления слоя и, следовательно, от высоты слоя и скорости фильтрации (линейная скорость определяется по полному сечению реактора). Давление паров на входе в слой рассчитывается методом последовательного приближения, что требует больших затрат времени. [c.159]

    Пыль должна быть тщательно удалена из обжигового газа, так как она засоряет аппаратуру, повышает гидравлическое сопротивление аппаратов и трубопроводов, загрязняет продукционную кислоту и создает ряд других затруднений в производственном процессе. [c.111]

    Первый вариант. Система оборотного водоснабжения эксплуатируется с продувкой. При этом ущерб от коррозии теплообменных аппаратов характеризуется следующими данными стоимость работ по периодической чистке теплообменных аппаратов от продуктов коррозии оставляет 5 тыс. руб/год стоимость демонтажных работ равна 2 тыс. руб/год убытки, причиняемые коррозией теплообменных аппаратов, составляют 250 3 — 83,3 тыс.-руб/год убытки, причиняемые простоем аппаратов во время их ремонта, оцениваются в 35 тыс. руб/год стоимость дополнительной электроэнергии на перекачку оборотной воды при повышении гидравлических сопротивлений прокорродированных трубопроводов и оборудования составляет 22 тыс. руб/год. Общий ущерб от коррозии составит 147,3 тыс. руб/год. [c.165]

    Аппараты и трубопроводы повреждаются от механических воздействий в результате недопустимых напряжений в материале аппаратов, которые возникают в процессе эксплуатации при увеличении рабочего давления выше допустимого предела или в результате нарушения технологического регламента, вызывающего не предусмотренные расчетом температурные и динамические нагрузки. Так, например, при нарушении материального баланса в технологическом цикле давление может повышаться или понижаться. При увеличении подачи насоса давление уменьшается, и наоборот, с уменьшением подачи — увеличивается. Внезапное изменение подачи насосов или компрессоров возможно при неправильном соединении аппаратов с более высоким и низким давлением, при отсутствии регуляторов расхода, изменении гидравлического сопротивления транспортных линий (ледяные, кристаллогидратные или полимерные пробки, неисправная запорная и регулирующая арматура и т.п.), отключении или увеличении гидравлического сопротивления дыхательных и стравливающих линий, переполнении емкостей и аппаратов жидкостями, газами и т.д. [c.81]

    Признаками проявления отказа [7] называются непосредственные или косвенные воздействия на органы чувств наблюдателя явлений, характерных для неработоспособного состояния объекта или процессов, с ним связанных. Признаками проявления отказов объектов являются, например, возникновение определенных шумов (стука) при работе машин, утечка газов или жидко, стей из аппаратов, трубопроводов и машин изменения установленных технологическим регламентом значений давления, температуры, расхода и концентраций веществ рост гидравлического и теплового сопротивления снижение выпуска и качества продукции, изменение ассортимента продукции и т. п. [c.17]


    Элементы, рассеивающие энергию системы, — резистивные компоненты (сопротивления). Так, нанример, гидравлическим сопротивлением являются участки трубопроводов и клапаны кроме того, гидравлическое сопротивление характеризует потерю напора при истечении жидкости из аппарата. [c.136]

    Для грубой оценки гидравлического сопротивления в аппаратах и трубопроводах изготовленных из стандартных труб, коэффициент сопротивления может быть принят равным 0,02. Эта величина найдена как среднестатистическая на основе обработки экспериментальных данных и данных по эксплуатации технологической аппаратуры в промышленных условиях [136]. Естественно, точность подобной оценки невелика, и ее следует использовать при умеренных скоростях движения потока. [c.83]

    Трубопроводы. Существенным преимуществом этого наиболее экономичного вида транспортировки газообразных веществ является отсутствие необходимости перевозок тяжелой тары для возврата ее заводу-поставщику. По трубопроводам газы транспортируют под давлением, необходимым для преодоления гидравлических сопротивлений транспортных коммуникаций и реакционных аппаратов в цехах-потребителях. Для создания необходимого напора в цехах завода-поставщика устанавливаются газодувки. Газопроводы чаще всего укладывают на эстакадах, при этом обеспечивается возможность ремонта и наблюдения за состоянием трубопроводов в процессе их эксплуатации. [c.154]

    Реакционное устройство с движущимся твердым теплоносителем представлено на рис. 4, б. В таком реакторном блоке применяют движущийся сверху вниз под действием силы тяжести сплошной поток твердого теплоносителя. Неразрывность потока создается гидравлическим сопротивлением в нижней части аппарата, переходящей в стояк-трубопровод, который выводит теплоноситель в систему пневмотранспорта. Гранулы теплоносителя должны быть крупными (не менее 2 мм) и иметь округлую форму последнее облегчает их перемещение и сокращает потери от истирания. Сырье можно подавать прямотоком или противотоком к [c.28]

    Снижение затрат энергии на единицу продукции достигается, во-первых, уменьшением гидравлических сопротивлений всех аппаратов и трубопроводов химико-технологической системы [c.19]

    При транспортировке прядильных растворов бо.яьшой вязкости в трубопроводах устанавливается ламинарный режим, поэтому гидравлические сопротивления в трубопроводах, теплообменниках и других аппаратах, через которые проходят прядильные растворы, всегда рассчитывают по формулам для ламинарного течения жидкостей. [c.275]

    Если рассматривать гидроциклон как гидравлическое сопротивление на трубопроводе, для расчета пропускной способности аппарата необходимо знать коэффициент гидравлического сопротивления . Значение определяется отношением потери полного давления к скоростному (динамическому) напору потока жидкости в каком-либо условном сечении. Для гидроциклона, работающего в режиме свободного истечения продуктов разделения, потери полного давления можно считать равными избыточному статическому напору на (Рд ) входе в аппарат. При этом за условное сечение принимается поперечное сечение питающего патрубка с усредненной скоростью (Kgx)noTOKa в нем. [c.399]

    Мощность насоса определяется расходом в единицу времени циркулирующей воды (при необходимости обеспечения заданной теплопроизводительности системы) и давлением, которое должен создать насос для преодоления гидравлических сопротивлений трубопроводов, арматуры, теплодотребляющих аппаратов и водоподогревателя. [c.294]

    Огнепреградители низкого давления представляют собой аппараты, через которые проходит ацетилен с избыточным давлением более 10—15 кПа. Основным параметром огнепреградителя является предельное давление, при котором обеспечивается локализация пламени. Этот параметр регламентируется. Огнепреградитель должен не пропускать пламя как при воспламенении ацетилена в подводящем трубопроводе (патрубке), так и при воспламенении в отводящем трубопроводе. Корпус огнепреградителя рассчитан на условное избыточное давление 2,5 МПа. Диаметр корпуса огнепреградителя определяют исходя из допустимого по технологическим условиям гидравлического сопротивления при этом диаметр огнепреградителя должен быть больше размера гранул насадки (колец Рашига) не менее чем в 20 раз, но не меньше 400 мм. Насадку нужно располагать таким образом, чтобы предотвратить ее перемещение при взрывном распаде ацетилена. Свободное сечение решеток (сеток) дтажно составлять не менее 65%. [c.34]

    Развиваемое насосом давление расходуется на создание перепада рабочего давления через мембрану, преодоление гидравлического сопротивления потоку разделяемого расгвора в аппаратах и потоку фильтрата в дренажах, а также на компенсацию потерь давления на трение и местные сопротивления в трубопроводах и арматуре и подъем раствора на геометрическую разницу высот установки аппаратов и насоса. Последние составляющие в установках обратного осмоса пренебрежимэ малы по сравнению с тремя первыми, поэтому расчеты можно вести по уравнению  [c.200]

    Оптимизация ведется по величине количества тепла, передаваемого внутренней подсистемой теплообменников. При каждом варианте схемы (соответственно величине Q) определяются тип теплопередающей поверхности, типоразмер и число секций каждого теплообменника проводится тепловой, гидравлический и стоимостной расчет аппаратов рассчитываются и выбираются трубопроводы и определяется гидравлическое сопротивление всего теп-дообменного тракта. [c.568]

    Предотвращение прорыва газов из одного аппарата в другой, а также в систему траиспортирования катализатора, достигается прежде всего созданием затворов из самого катализатора. Для этого транспортные стояки выполняют в виде длинных вертикальных труб, гидравлическое сопротивление слоя катализатора в которых превышает перепад давления между аппаратами. Независимо от этого иа трубопроводе, связывающем регенератор с реактором, устанавливается азотный затвор, представляющий собой камеру, в которой создается давление азота, превышающее иа 266—399 кПа (20—30 мм рт. ст.) дав- [c.330]

    Для устранения этих недостатков решетки каждбй секции были перекрыты у задней стенки специальйыми щитами с вертикальными перегородками на от общей поверхности, что увеличивало скорость газа в полном сечении аппарата. Кроме того, были перемонтированы решетки с заделкой всех щелей, а также закрыты сливные трубопроводы с решеток, так что вся вода с решеток удалялась только в виде утечки через их отверстия. В результате эффективность очистки резко возросла, а унос брызг был ликвидирован. Повышение степени улавливания золы при проведении этих мероприятий можно видеть по данным рис. УП.З, где увеличение гидравлического сопротивления решетки характеризует степень ее исправности и рост пенного слоя на решетке вплоть до 150—200 мм по мере увеличения расхода воды. [c.271]

    Атмос4 рное давление в ректификационной колонне или некоторое превышение давления над атмосферным принимаются в том случае, когда пары дистиллята при данном давлении могут быть сконденсированы при помощи недорогого И доступного хладагента, например воды или воздуха, и разделяемая смесь стойка к термическому воздействию. Некоторое превышение давления (прибяизительно на 13—40кПа, т. е. 100—300 мм рт. ст.) необходимо в верху колонны ддя преодоления потерь напора при движении пара через трубопроводы и аппараты, расположенные после ректификационной колонны. В низу колонны давление возрастает на величину, соответствующую гидравлическому сопротивлению тарелок. Для атмосферных колонн ориентировочно принимается такое давление, при котором пары дистиллята будут иметь температуру на 15—20 С выше температуры охлаждающего агента на выходе из конденсатора. [c.272]

    Реакционное устройство второго типа с использованием твердого теплоносителя представлено на рис. 14, б. Реакторный блок отличается от вышеописанного применением движущегося сверху вниз под действием силы тяжести сплошного потока частиц твердого теплоносителя. Неразрывность потока создается гидравлическим сопротивлением в нижней части аппарата, которая переходит в стояк-трубопровод, выводящий теплоноситель в систему транспорта. Гранулы теплоносптеля должны быть крупными (не менее 2 мм) и иметь округлую форму, что облегчает их перемещение и сокращает потери от истирания. Сырье можно подавать прямоточно или проти-воточно по отношению к потоку теплоносителя. Охладившийся в результате контакта с сырьем теплоноситель посредством транспортного устройства попадает в нагреватель (регенератор). В нагревателе температура теплоносителя восстанавливается до первоначальной величины за счет тепла сгорания отложившегося на поверхности его частиц кокса или сжигания другого рода топлива. Теплоноситель нагревается в противотоке с поступающим из нижней части нагревателя воздухом или дымовыми газами. Нагретый теплоноситель через второе транспортное устройство возвращается в реактор. Реактор и нагреватель можно располагать по одной оси, при этом устраняется необходимость в одной из линий транспорта. [c.75]

    Определение гидравлической депрессии Гидравлическая депрессия обусловлена потерей давлегагя пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус через ловушки в аппарате. На основании практических рекомендаций принимаем гидравлическую депрессию для каждого корпуса А» = 1 °С. Тогда температуры вторичного пара В корпусах равны  [c.151]

    В экспериментах по исследованию гидравлического сопротивления двухкомпонентного потока на аппаратах, выполненных по схеме 2 (см. рис. 41), выявлялось влияние расходной концентрации дисперсного материала и расстояния между торцами встречных трубопроводов на коэффициент гидравлического сопротивления м- В качестве модельного материала был использован кварцевый песок с эквивалентным диаметром а м = 0,28 мм. Результаты эк пepи ieнтoв аппроксимируются следующей зависимостью  [c.136]

    Часть энергии необратимо теряется из-за термодинамической необратимости почти всех протекающих процессов, в этом случае диссипация энергии неизбежна. Например, необратимы затраты на преодоление гидравлического сопротивления потоков в аппаратах и трубопроводах. Несмотря на то что в систему подводится высокопотенциальная энергия, в технологическом процессе образуется много низкопотенци-альных потоков (см. эксергетический анализ в разд. 5.5.4). Часть теплоты (энергии) неизбежно теряется с общими тепловыми потерями, к ко- [c.314]

    После абсорбции газы находятся под повыщенным давлением, потенциал которого можно использовать в газовой турбине для привода воздушного компрессора. Но энергии отходящих газов как рабочего тела турбины для сжатия воздуха до давления на входе в систему не достаточно. Во-первых, имеют место потери на преодоление гидравлического сопротивления в аппаратах и трубопроводах, и отходящие газы имеют дааление несколько меньшее, чем на входе. Во-вторых, объем отходящего газа также уменьшен, так как почти весь кислород расходуется на образование продукта. Энергию рабочего тела можно увеличить, если его нагреть. Для этого в технологическую систему вводят энергетический узел — горелку природного газа 4 на рис. 6.54). Высокая температура (1000-1050 К) позволяет провести нейтрализацию оксидов азота на палладиевом катализаторе и затем использовать потен- [c.420]

    Развиваемое насосом давление Др расходуется на создание перепада рабочего давления через мембрану Др, преодоление гидравлического сопротивления потоку разделяемого раствора в аппаратах Дра и потоку пермеата в дренажах Ард, а также на компенсацию потерь давления на трение и местные сопротивления в трубопроводах и арматуре ри и подъем раствора на определенную геометрическую пысоту Ар  [c.330]


Калькулятор и расчет гидравлического сопротивления трубопровода: онлайн, формула и программа

Это не так просто – рассчитать при помощи калькулятора сопротивление трубопровода. Конечно, есть формулы и программы, но не каждый сможет применить их. К тому же, на это требуется много времени. Для того, чтобы люди, которым нужно подсчитать коэффициент гидравлический расчет трубопроводов, не ломали себе голову над сложными формулами, есть программа, сделанная как раз для таких подсчетов в онлайн – режиме. С ее помощью просто выполнить эту задачу. В калькуляторе можно применять разные данные, например, степень изношенности, длина трубопровода,его материал и т.д. Все расчеты лишь примерные, потому что некоторые данные каждый человек оценивает сам. Программа нужна для того, чтобы простому пользователю можно было произвести гидравлические расчеты различных участков трубопровода.

Расход жидкости, л/мин
Коэффициент кинематической вязкости
( для воды тем-рой 100C = 1,3, 200C = 1), м2
Диаметр трубопровода, м
Длина трубопровода, м
Плотность жидкости, кг/м3
Коэффициент шероховатости стенок трубопровода, м
Выберите тип трубопроводаЦельнотянутые (Латунь-Медь-Сталь)Цельнотянутые (Стальные новые)Цельнотянутые стальные(Б\У)Цельносварные стальныеКлепаные стальныеИз кровельной сталиОценкованые стальныеЧугунные новыеЧугунные водопроводыеЖелезобетонные новыеАсбстоцементныеСтеклянныеЖелезобетонные
Режим течения 
Скорость движения жидкости в трубопроводе, м/c 
Число Рейнольдса (Re) 
Коэффициент трения (λ) 
Коэффициент гидравлического сопротивления (ξ) 
Потеря давления (Δp), Па 

Гидравлические сопротивления — Документ

Гидравлические сопротивления.

Режимы движения жидкости. Опыты Рейнольдса. Число Рейнольдса. Ламинарный режим течения в трубах. Потери напора при ламинарном течении. Турбулентный режим течения. Шероховатость стенок. Гидравлическое сопротивление, коэффициент гидравлического сопротивления , формулы для его определения. Гидравлические потери при турбулентном режиме. Местные сопротивления, коэффициент местных сопротивлений. Потери напора при течении жидкости в трубах. Сопротивление при обтекании тел.

Режимы движения жидкости

При проведении гидравлического расчёта в первую очередь нужно выяснять: какой режим движения будет наблюдаться у данного потока?

Режимы движения всех потоков (напорных и безнапорных) де­лятся на два типа (рис. 12):

1) ламинарный, то есть спокойный, параллельноструйный, при ма­лых скоростях;

2) турбулентный, то есть бурлящий, вихреобразный, с водоворота­ми, при больших скоростях.

Для выяснения типа режима нужно рассчитать число Рейнольдса Re и сравнить его с критическим Reкр.

Число Рéйнольдса Re — это безразмерный критерий, вычисляемый по формулам:

— для напорных потоков

Re =vd/ ,

где d внутренний диаметр напорного трубопровода;

— для безнапорных потоков

Re =vR/,

где R гидравлический радиус безнапорного потока, м (см. с. 14).

Критическое число Рейнольдса Reкр — это число Рейнольдса, при котором наступает смена режима движения.

Для напорных потоков

Reкр=2320,

для безнапорных потоков

Reкр 500.

Упрощённо режим движения потока можно определить по шкале чисел Рейнольдса (см. рис. 12). Рассмотрим пример с напорной водопроводной тру­бой, у которой d=20 мм, v=1 м/с,  =106 м2. Для потока в дан­ной трубе число Рейнольдса составит:

Re=10,02/106 = 20000.

Число 20000 больше, чем Reкр=2320 (для напорных потоков) и на рис.12 оно находится в правой части шкалы, следовательно, режим потока турбулентный и все дальнейшие гидравлические расчёты должны проводиться только по зависимостям и формулам для этого ре­жима.

Расчёт напорных потоков

Расчёт напорных потоков сводится к нахождению неизвестных расходов q , скоростей v или потерь напора (разности напоров) H. Для трубопроводов определяются их внутренние диаметры d.

Общие потери напора (или разность напоров) определяются по формуле Вéйсбаха

,

где — коэффициент гидравлического сопротивления.

Скорость потока связана с расходом соотношением вида

v=q/,

где — площадь живого сечения потока. Например, для трубы круглого сечения =d2/4.

Таким образом, приведённые зависимости связывают величины H, v, q, , d, что позволяет рассчитать любой напорный поток. Значения коэффициента принимаются в зависимости от вида определяемых потерь напора (линейных или местных).

Общие потери напора H (м)в любом потоке представляют собой сумму линейных hl и местных hм потерь:

.

Линейные потери напора hl возникают на прямых участках труб (рис. 13,а). В литературе иногда встречаются другие варианты названий hl : потери напора по длине; потери напора на трение; путевые потери напора. Величина hl определяется по формуле Вéйсбаха в такой записи:

.

Здесь коэффициент линейного гидравли­ческого сопротивления нахо­дится так:

,

где — коэффициент гидравлического трения;

l — длина прямолинейного участка трубопровода.

Коэффициент гидравлического трения зависит от режима дви­жения потока — ламинарного или турбулентного (см. рис. 12).

При ламинарном режиме

/ Re.

При турбулентном режиме

,

где  — абсолютная шероховатость стенок трубопроводов. Например, у старых стальных труб   1,5 мм.

Гидравлическим уклоном i называется отношение линейных потерь напора hl к длине потока l (см. рис. 13, а):

i = hl / l.

Местные потери напора hм возникают в местах резкой дефор­мации потока: на поворотах труб, в местных сужениях или расширениях, тройниках, крестовинах, в кранах, вентилях, задвижках. На напорной ли­нии они изображаются в виде падающего скачкообразного участка hм (см. рис. 13,б).

Формула Вéйсбаха для местных потерь напора имеет вид

,

где м — коэффициент местного гидравлического сопротивле­ния. Он при­нимается для конкретного участка деформации потока (пово­рота, крана и т.д.) по справочным данным.

Гидравлический удар

Гидравлический удар представляет собой явление импульсивного из­менения давления, происходящее в напорных трубопроводах. Напри­мер, если резко закрыть водопроводный кран (рис. 14), то вода, дви­жущаяся со скоростью v, вынуждена так же резко остановиться. Однако из-за наличия инерционных сил движущейся жидкости перед краном возникнет ударное повышение давления величиной p, которое начнёт распро­страняться со скоростью звука vзв в воде в обратную сторону и может привести к авариям на трубопроводах.

Величину p (Па) при гидравлическом ударе можно рассчитать по формуле Н.Е.Жуковского:

p = vvзв ,

где — плотность жидкости, кг/м3.

Расчёт безнапорных потоков

Расчёт безнапорных потоков состоит в решении совместной задачи о про­пуске расхода q при допустимых скоростях потока v и геометрических уклонах iгеом днища труб, каналов и т.д. Безнапорные (со свободной по­верхностью) потоки наблюдаются в канализационных трубах, дорожных лотках, каналах; в природе — в реках, ручьях.

При расчёте безнапорных потоков вводится допущение о равно­мерном движении потока: геометрический уклон дна iгеом считается рав­ным уклону свободной поверхности (пьезометрическому уклону) и гидра­влическому уклону i . Другими словами, поверхность дна 1, свободная по­верхность потока 2 и напорная линия 3 параллельны друг другу (рис. 16). Это упрощает расчёт, так как определяя гид­равлический i, автоматически находят уклон дна iгеом.

Подчеркнём, что безнапорный поток имеет напоры! Дело в том, что термин «безнапорный» является традиционным, правильнее же его на­зывать «поток со свободной поверхностью». Например, на рис. 16 в точках потока А и В напоры существуют, и их отметки могут быть за­ре­гистрированы трубками Питó соответственно НА и НВ. Разность на­поров НА НВ равна линейной потере напора hlна участке потока длиной l. Величина hlпо принятому допущению равна z — разности высотных отметок дна в начале и конце участка, так как i = hl /l , iгеом = z/l, а i = iгеом.

Местные потери напора hм возникают в безнапорных потоках так ­же, как и в напорных, в местах резкой деформации потока: на поворотах, в тройниках, крестовинах, местных сужениях и т.д. Однако в расчётах без­напорных потоков величины hм обычно не учитывают.

При проведении гидравлического расчёта безнапорных потоков вво­дятся ограничения по скорости v (м/с), наполнению h/d (см. рис. 7,в) и уклону iгеом. Например, при расчёте канализационных труб должны быть выполнены три таких ограничения:

где dмм — внутренний диаметр трубы в мм.

Для расчёта безнапорных потоков широко применяется формула Шезú:

,

где R — гидравлический радиус (м); С — коэффициент Шезú.

Коэффициент Шезú можно определить по формуле Маннинга

,

где n — коэффициент шероховатости стенок трубы или канала;

R — гидравлический радиус, подставляемый в метрах.

Скорость потока связана с расходом соотношением вида

v = q/.

Таким образом, приведённые формулы позволяют осуществлять гидрав­личе­ский расчёт любых безнапорных потоков. Обычно для расчётов используются вспомогательные таблицы или номограммы, составленные на основе формулы Шези.

Отметим, что формула Шези справедлива для потоков с турбулентным режимом. Таких потоков на практике подавляющее большинство.

(PDF) Коэффициент гидравлического сопротивления в условиях одновременного действия Re, Fr и Bh$ {B \over h}

Исследования показывают существование различных гипотез о связи

коэффициента гидравлического сопротивления в открытых потоках либо с числом Рейнольдса, либо с числом Фруда

. Существует также мнение о влиянии на коэффициент гидравлического сопротивления

геометрии канала, а именно параметра разброса

.Однако универсальная зависимость

пока не получена [10, 15, 17, 20].

2. Метод и материалы

Фундаментальные исследования коэффициента гидравлического сопротивления в напорных трубопроводах, выполненные

Никурадзе И. в 30-х годах 20 века, показали наличие нескольких областей с

различным поведением коэффициента гидравлического сопротивления в зависимости от расхода

(числа Рейнольдса) и состояния внутренней поверхности трубы [6 – 8].На основе

экспериментальных исследований Никурадзе И. были получены формулы для расчета коэффициента гидравлического сопротивления

.

Одна область, в которой коэффициент гидравлического сопротивления уменьшается с увеличением скорости

, называется «гидравлически гладкой областью сопротивления». Такая область характерна для течения

, в котором величина выступов шероховатости меньше толщины вязкого подслоя

.Для коэффициента гидравлического сопротивления при гидравлически гладком

режиме Г. Блазиус предложил формулу:

(1)

На основании экспериментальных данных для этой области сопротивления

Никурадзе И. получил следующую зависимость:

0,237

0,221

0,0032 Re

  

(2)

Движение жидкости в открытых каналах отличается разнообразием поперечных

факторов:

формы сечения, наличие свободной поверхности

, влияние уклона на структуру течения, наличие двух возможных состояний-

штиля и шторма.Изменение расхода при безнапорном движении приводит к изменению

глубины течения, а, следовательно, и к изменению площади жилого сечения. Зависимость

между глубиной и потоком не является линейной, а представляет собой сложную зависимость.

Следовательно, при изменении расхода изменяется одновременно и скорость, а

параметр

[10, 11]. многие ученые.Было предложено различные

зависимости поведения

B

FH





 



, однако, универсальная зависимость до сих пор

не получено.

Опыты Зегзда А. показали, что в открытых каналах имеются такие же участки сопротивления

, как и в трубах, а также сохраняются закономерности, установленные опытами Никурадзе

И. [9]. Однако позже рядом исследователей была отмечена некоторая разница в этих

зависимостях при безнапорном и напорном движении (А.Егоров, Г. Клиган, О. Айвазян, Р.

Паули, В. Ведерников, А. Альтшул) [1 – 5, 13, 14, 18]. Рекомендации предложены по

2

E3S Web of Conferences 97, 05031 (2019) https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199705031

ФОРМА-2019

Влияние сопротивления трубопровода на подъемную силу и расчет сопротивления трубопровода.

Влияние сопротивления трубопровода на подъемную силу и расчет потерь в трубопроводе

Как мы все знаем, трубопроводная система представляет собой своего рода твердую материю, и вода легко течет.Если вода в трубопроводе проточная, то часть энергии должна быть преобразована в тепловую энергию и «устранена», то есть часть напора (или напора) воды теряется. Это отражение объективных вещей и неотвратимого закона движения водного потока. Обычно это явление называют потерей энергии при преобразовании энергии (или гидравлическими потерями, потерей напора). Измеряется в метрах.

Как влияет сопротивление трубы на подъемную силу?


Некоторые пользователи замерили, что, хотя расстояние по вертикали от водохранилища или водонапорной башни до водной поверхности источника воды немного меньше, чем напор водяного насоса, объем воды по-прежнему мал или не может быть поднят.Причина часто в том, что труба слишком длинная, в трубе много изгибов, а потери на сопротивление потоку воды в трубе слишком велики.
Как правило, сопротивление колена под углом 90 градусов больше, чем сопротивление колена под углом 120 градусов. Потеря напора каждого колена под углом 90 градусов составляет около 0,5-1 метра, а сопротивление каждой 20-метровой трубы может составлять потерю напора около 1 метра. Кроме того, некоторые пользователи также произвольно меняют диаметр впускного и выпускного патрубков водяного насоса, что также оказывает определенное влияние на подъемную силу.Тогда какое влияние оказывает сопротивление трубопровода на подъемную силу? Теперь давайте посмотрим на таблицу ниже.

Таблица потерь давления в трубопроводе


Знаете ли вы причину гидравлических потерь, вызванных потоком в трубе?


  1. Это блокирующий эффект шероховатой стены.
  2. Это относительное движение между слоями водного потока.
  3. Это вихрь, образованный локальным быстрым изменением потока воды в трубе.Гидравлические потери трубопровода (сети) состоят из двух частей: попутной и местной. В машиностроении мы должны рассчитать и знать, сколько их, чтобы правильно подобрать насос и определить требуемый напор насоса.

Потери вдоль трубопровода представляют собой сопротивление трению, возникающее в течение всего процесса течения. Это связано с шероховатостью стенки трубы, длиной трубы, диаметром трубы и скоростью потока.
Коэффициент трения пропорционален потерям на шероховатости стенки трубы.Разные трубы имеют разную шероховатость. Коэффициент трения чугунной трубы больше, когда она шероховатая; Пластиковая труба гладкая, а коэффициент трения по ходу меньше. Он пропорционален длине трубы; Это обратно пропорционально диаметру трубы, то есть, когда скорость потока постоянна, потери на пути велики, когда диаметр трубы мал, а скорость потока высока; Он также пропорционален квадрату скорости. Конечно, расчет громоздкий, простой метод можно оценить.
Местная потеря трубопровода — изменение режима течения, вызванное локальными устройствами при протекании воды через донный клапан, задвижку, колено, редуктор и другие приспособления; Направление и величина скорости меняются, в потоке возникает вихрь, который заставляет потоки сталкиваться и ударяться друг о друга. Гидравлические потери, вызванные местным сопротивлением, называются местными потерями.

Величина местных потерь прямо пропорциональна квадрату скорости воды, проходящей через фитинги, а также зависит от формы и количества фасонных частей.Если форма поперечного сечения фитингов сильно меняется и их количество велико, тем больше будут локальные потери.
Когда схема компоновки трубопровода определена, напор трубопровода обычно определяется методом расчета, а затем определяется расчетный напор насосной станции, после чего можно выполнить выбор насоса. Однако программа расчета более сложная. Для простоты расчетные данные могут быть скомпилированы в таблицу, чтобы их можно было получить, просматривая таблицу.Кроме того, также можно приблизительно оценить, что потеря напора эквивалентна фактической высоте подъема местности (измеренной) в размере 30% ~ 50%, чем меньше диаметр трубы и чем короче трубопровод, тем больше значение; Если диаметр трубы большой, а длина трубы большая, берите меньшее значение.

Существующее программное обеспечение может быть использовано для расчета потерь в трубопроводе по пути следования и местных потерь в трубопроводе.

Потеря давления жидкости, протекающей по прямой трубе


Потеря давления жидкости, протекающей по прямой трубе, вызвана трением протекающей жидкости, которое называется потерей давления вдоль трубы.В основном это зависит от длины, внутреннего диаметра, скорости и вязкости трубы. Потеря давления на пути потока различна для разных режимов течения жидкости. Ламинарное течение жидкости в трубе наиболее распространено в гидротрансмиссии. Поэтому при проектировании гидравлической системы часто предполагается, что течение жидкости в трубе будет сохранять ламинарное состояние течения.

Потеря давления жидкости, протекающей по трубопроводу

Ламинарный поток


Потеря давления при ламинарном течении


В гидравлической трансмиссии состояние потока жидкости в основном ламинарное.В этом состоянии потери давления жидкости, протекающей по прямой трубе, могут быть получены теоретическим расчетом.


Ламинарное течение в круглой трубе
(1) Распределение скорости жидкости в проточном сечении.
Как показано на рисунке выше, жидкость движется ламинарно по круглой трубе диаметром D, причем труба расположена горизонтально. Возьмем в трубе небольшой цилиндр, совпадающий с осью трубы, и зададим его радиус за R, а длину за L. На маленький цилиндр вдоль оси трубы действуют силы: давление P1 на левом конце, давление P2 на правом конце, а сила трения о поверхность цилиндра равна FF.Тогда уравнение баланса сил выглядит следующим образом:

Видно из формулы (2-6)

В формуле: μ Это динамическая вязкость.
Поскольку знак приращения скорости Du противоположен знаку приращения радиуса Dr, в формулу добавляется отрицательный знак.
Кроме того, Δ P = P1-P2 Δ p. Если уравнение (2-45) заменить уравнением (2-44), то:

Результат будет следующим:

При r = R, u = 0, подставив (2-47) формулу, получим:


Из формулы видно, что скорость u в трубе распределена по радиусу по закону параболы, а максимальная скорость приходится на ось

(2) Поток в магистрали.

Объем снаряда, показанный на рисунке (б), представляет собой объем жидкости, протекающей через проходное сечение в единицу времени, то есть расход. Чтобы рассчитать его объем, можно взять слой крошечной кольцевой площади толщиной D и R на радиусе R. Поток через кольцевую площадь будет следующим:

Поток Q можно получить, интегрируя с уравнение

(3) Средняя скорость.
Установить среднюю скорость в трубе как υ

Соотношение между средней скоростью и максимальной скоростью можно получить путем сравнения

(4) Потеря давления на пути.
При ламинарном течении потеря давления жидкости, протекающей по прямой трубе, может быть получена из уравнения

Из формулы видно, что при ламинарном течении потеря давления жидкости, протекающей по прямой трубе, прямо пропорциональна динамическая вязкость, длина трубы и скорость потока и обратно пропорциональна квадрату диаметра трубы.
При фактическом расчете потери давления, для упрощения расчета, μ=υ d ρ/ Re, и μ=υ d ρ/ Re, а также числитель в знаменателе умножается на 2G:

В формуле: λ — коэффициент лобового сопротивления.Его теоретическое значение равно λ= На самом деле из-за влияния различных факторов трудно изготовить гладкую металлическую трубу λ= 75 / re для резиновой трубы λ = 80/Re。
Потеря давления в турбулентном ламинарном потоке частицы движутся равномерно вдоль осевого направления. Бокового движения нет.
Одной из важных характеристик турбулентности является то, что частицы жидкости уже не движутся в правильном осевом направлении, а пронизывают и пульсируют друг с другом в процессе движения. Этот вид неравномерного движения вызывает столкновения между частицами и образование вихрей, что делает потери энергии при турбулентности намного большими, чем при ламинарном течении.
Из-за сложности явления турбулентного течения теоретический метод до сих пор не применялся для его изучения, и удовлетворительные результаты не были получены. Поэтому для ее изучения до сих пор используется экспериментальный метод, дополненный теоретическим объяснением. Следовательно, потери давления потока жидкости в турбулентном состоянии по-прежнему рассчитываются по формуле λ Величина связана не только с числом Рейнольдса Re, но и с шероховатостью поверхности стенки трубы.

Местный


Локальная потеря давления


Локальная потеря давления – это потеря давления, вызванная протеканием жидкости через порт клапана, колено и изменение проходного сечения.При протекании жидкости через эти места из-за изменения направления и скорости потока жидкости образуется вихрь, который заставляет частицы жидкости сталкиваться друг с другом, что приводит к большей потере энергии.


Местные потери при внезапном расширении
Формула местных потерь давления может быть выражена следующим образом:

В формуле: это коэффициент местного сопротивления, который может быть получен теоретическим выводом только при протекании жидкости через внезапно расширившуюся сечение и другие случаи должны определяться опытным путем; Это средняя скорость жидкости, которая обычно относится к скорости после местного сопротивления.
Полная потеря давления трубопроводной системы равна сумме всех потерь давления вдоль трубопровода и всех локальных потерь давления:

Источник:   Китай  Производитель напорных трубопроводов  – Yaang Pipe Industry Co., Limited (www.pipelinedubai.com)

(Yaang Pipe Industry является ведущим производителем и поставщиком изделий из никелевого сплава и нержавеющей стали, включая фланцы из супердуплексной нержавеющей стали, фланцы из нержавеющей стали, фитинги для труб из нержавеющей стали, трубы из нержавеющей стали.Продукция Yaang широко используется в судостроении, атомной энергетике, морской технике, нефтяной, химической, горнодобывающей промышленности, очистке сточных вод, природном газе и сосудах под давлением и других отраслях промышленности.)

Если вы хотите получить дополнительную информацию о статье или поделиться с нами своим мнением, свяжитесь с нами по адресу [email protected]

Обратите внимание, что вас могут заинтересовать другие технические статьи, которые мы опубликовали:

Расчет гидравлических сопротивлений при транспорте смазок по трубопроводам

  • С.У. Рейн и Д.К. МакГахи, представитель NLGI, 29, № 1, 20–25 (1965).

    Google ученый

  • С. В. Рейн, представитель NLGI, 31 , № 4, стр. 131–132 (1967).

    Google ученый

  • К. Ф. Картер, представитель NLGI, 24 , № 2. 430–435 (1961).

    Google ученый

  • Weltman, представитель NLGI, стр.36–40, июнь 1956 г.

  • Л. К. Брунструм, А. Г. Борг и А. В. Сиско, представитель NLGI, 26 , № 1, 6–10 (1962).

    Google ученый

  • A. W. Sisko, Ind. Eng. Черн., 50 , № 12, 1789–1792 (1958).

    Google ученый

  • A.W. Sisko and L.C. Brunstrum, Lubr. Eng., стр. 307–311, июль 1962 г.

  • М.Хосино, Булл. яп. Петр. ин-т, 10 , № 5, 42–49 (1968).

    Google ученый

  • Н. В. Тябин, Г. В. Виноградов, Коллоидн. журн., 29 , № 3, 352–360 (1957).

    Google ученый

  • Н. В. Тябин, Г. В. Виноградов, Коллоидн. журн., 29 , № 4, 505–510 (1957).

    Google ученый

  • А.Мамаков Ю.А., Тябин Н.В., Виноградов Г.В. // Коллоидн. журн., 21 , № 2, 208–215 (1959).

    Google ученый

  • Г.Б. Фройштетер, С.Ю. Данилевич, Э. Смородинский Л. и др., Нефтеперераб. Нефтехим. (Киев, Наукова думка), № 8, 75–80 (1973).

    Google ученый

  • Трилинский К.К., Фройштетер Г.Б., Грищук В.И. // Нефтеперераб. Нефтехим.(Киев, Наукова думка), № 5, 278–285 (1973).

    Google ученый

  • Г.Б. Фройштетер, В.В. Синицын, Э.В. Смородинский Л. и др. // Смазки консистентные. Киев: Наукова думка, 1971. С. 181–196.

    Google ученый

  • Г. Б. Фройштетер, Э. Смородинский Л., Трилиский К.К. В кн.: Тепломассоперенос, 1972, № 3, с. 377–386.

    Google ученый

  • Г. Б. Фройштетер и Э. Л. Смородинский, Теор. Основы хим. техн., 8 , № 2, 202–225 (1974).

    Google ученый

  • Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1970. С. 131–147.

    Google ученый

  • Г. Б. Фройштетер, А.Накорчевский И., Синицын В.В. и др. // Прикладная реология. Минск (1970). С. 135–141.

  • А.И. Накорчевский, Г.Б. Фройштетер, Ю.А. Л. Ищук, Нефтеперераб. Нефтехим. (Киев, Наукова думка), № 4. 81–89 (1971).

    Google ученый

  • Технологические расчеты трубопроводов Гидравлические расчеты труб

    Расчеты трубопроводного процесса

    Гидравлические расчеты течений в трубах Условия: течения в трубах (напорные, напорные трубопроводы) Определяемые параметры: • Начальное давление (р1) • Расход в трубопроводе (Q) • Диаметр трубы

    Основные уравнения, которые необходимо применить I.Массовый расход должен быть всегда постоянным 1. Объемный расход (Q, м 3/с): 2. Массовый расход (G, кг/с): Трубопровод круглого сечения, сечение рассчитывается по формуле : 3. Уравнение непрерывности Уравнение материального баланса имеет следующий вид:

    Основные уравнения для применения II. Изменение механической энергии Полный напор в поперечном сечении трубопровода состоит из потенциального напора, напорного напора и скоростного напора. 4. Уравнение Бернулли Сумма трех типов напора относится к полной механической энергии потока в данном поперечном сечении и называется полным напором (H):

    Основные применяемые уравнения Допущения, сделанные при выводе уравнения Бернулли: • Жидкость несжимаема; • Поток жидкости находится в «стационарном состоянии» – скорости постоянны во времени, T = const; • Плавно изменяющийся поток в пределах заданного участка трубопровода.

    Основные уравнения для применения III. Уравнение импульса. Вязкость жидкости. 2-й закон Ньютона. Различают два вида гидравлического сопротивления: сопротивление трению (ч. Т) и местное сопротивление (ч. М): при Z 1=Z 2 и ω1=ω2 получают:

    Потери на трение Определение Сопротивление трению (перепад давления по длине трубопровода) рассчитывается по эмпирической формуле Дарси-Вейсбаха (при любом режиме течения): выраженное через объемный расход и площадь поперечного сечения из уравнения , уравнение будет иметь вид:

    Определение потерь на трение Потеря напора в наклонных потоках трубы (h.T), вызванное трением, возникающим по длине трубопровода, необходимо рассчитывать с учетом перепадов высот: Значение коэффициента гидравлического сопротивления зависит от числа Рейнольдса (Re) и относительной шероховатости стенки трубопровода:

    Определение потерь на трение В случае ламинарного потока коэффициент гидравлического сопротивления зависит только от параметра Рейнольдса. При числе Рейнольдса Rекр 2320 течение нефти ламинарное и значение коэффициента гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Стокса: Учитывая, что число Рейнольдса рассчитывается по следующей формуле: Тогда, если подставить уравнения (1.20) (1. 19), будем иметь:

    Профиль скорости турбулентного потока

    Турбулентное течение Различают три зоны сопротивления: 1. полностью развитое турбулентное течение 2. зона смешанного трения (переходная зона) 3. квадратичная зона трения

    Расчет локальных потерь сопротивления Местные потери сопротивления рассчитываются по формуле Вейсбаха: Также можно применить формулу Дарси-Вейсбаха:

    Формулы для расчета коэффициента гидравлического сопротивления

    Задача Какими будут коэффициент гидравлического сопротивления и потеря напора (потеря давления) при плотности нефти 840 кг/м 3 , вязкости — 9 с.Ст, диаметр трубопровода — 0,361 мм (Δ=0,15 мм), длина трубопровода — 125 км и расход — 400 м 3 /ч.

    Рорляйтунген | КОНВАЛ

    Расчет потери давления

    Индивидуальные расчеты труб, парциальных сопротивлений, геодезической высоты и энергетического баланса для сжимаемых и несжимаемых жидкостей.

    • Расширенная база данных гидравлического сопротивления по И. Э. Ильдельчику «СПРАВОЧНИК ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ»
    • Потеря давления с расчетом кавитационного запаса
    • Графическая подставка

    Поддержка условий двухфазного потока в соответствии с тремя различными методами расчета:

    • л.Friedel «Улучшенная корреляция падения давления на трение для горизонтальных и вертикальных двухфазных течений в трубах» Встреча Европейской группы по двухфазным потокам, Испра, 5-8 июня 1979 г.
    • Х. Мюллер-Штайнхаген – К. Хек «Простая корреляция падения давления на трение для двухфазного потока в трубах» Chem. англ. Процесс., 20 (1986) 291-308
    • Модель однородного потока
    Скачок давления
    • Расчет для одноветвевых трубопроводных систем, заканчивающихся регулирующим клапаном, в зависимости от времени закрытия и характеристики клапана
    • База данных Valve и графическая поддержка
    Размер
    • Расчет основных величин, таких как площадь поверхности, объем, скорость потока и пик Жуковского
    Толщина стенки трубы
    • Расчеты на выбор согласно:

    EN 13480 (2002)
    ASME B31.3 (2016)
    DIN 2413 (2011)
    DIN 2413 (1993)
    DIN 2413 (1972)

    • Изгибы труб с постоянной толщиной стенки или без нее могут быть рассчитаны на пульсирующие и статические нагрузки в дополнение к прямым трубам
    • Материалы труб
    • можно выбрать из расширяемой пользователем базы данных материалов, а также можно рассчитать все соответствующие параметры, такие как предел прочности при растяжении, предел прочности при ползучести и предел текучести.
    Компенсатор трубы
    • Расчеты L- и U-образных изгибов, изменений длины, опорных нагрузок на трубы и предельных напряжений
    Расчет пролета
    • Расчет отдельных весов (труба, среда, изоляция)
    • Расчет пролета с учетом провеса
    • Материалы труб можно выбирать из расширяемой пользователем базы данных материалов
       

    Гидравлическое сопротивление в изгибе трубы

    Описание

    Блок «Изгиб трубы» представляет изгиб трубы как локальное гидравлическое сопротивление.Предполагается, что потери давления в изгибе составляют блокировать. Потеря из-за кривизны моделируется блоком Local Resistance, и коэффициент потери давления определяется в соответствии с рекомендациями Crane Co. (см. [1], с. А-29). Режим течения проверяется в нижележащем Локальном Блок сопротивления путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим числом Рейнольдса. числовое значение.

    Потери давления на кривизну для турбулентного режима течения определяют по формуле следующая формула:

    , где

    кв Скорость потока
    р Потеря давления
    К Коэффициент потери давления
    A Площадь поперечного сечения изгиба
    ρ Плотность жидкости

    в справочной документации для блока Local Resistance.

    Коэффициент потери давления определяется согласно рекомендации, приведенной в [1]:

    , где

    К г Базовый коэффициент трения Коэффициент
    К г Коэффициент коррекции учета кривизны изгиба
    K α Поправочный коэффициент, учитывающий угол изгиба

    Базовый коэффициент трения определяется в соответствии со следующей таблицей.

    Примечание

    Коэффициенты трения для труб диаметром более 525 мм определяют по экстраполяция.

    Поправочный коэффициент, учитывающий кривизну изгиба, определяется по следующий стол.

    Относительный радиус кривизны изгиба рассчитывается как

    r = радиус изгиба / диаметр трубы

    Примечание

    Для труб со значением относительного радиуса кривизны изгиба вне диапазона 1 > r > 24, поправочные коэффициенты определяются по формуле экстраполяция.

    Корректировка не-90 o изгибов выполняется с помощью эмпирического формула (см. [2], рис. 4.6):

    kα = α (0,0142-3.703 · 10-5α)

    Где

    α Угол изгиба в градусах (0 ≤ α ≤ 180)

    соединения A и B сохраняют гидравлические порты, связанные с входом в блок и розетка соответственно.

    Положительное направление блока — от порта A к порту B.Это означает, что скорость потока положительный, если жидкость течет из A в B, а перепад давления определяется как p=pA−pB.

    Предупреждение

    Формулы, используемые в блоке Pipe Bend, очень приблизительны, особенно в ламинарные и переходные области течения. Для получения более точных результатов используйте комбинацию Блок местного сопротивления с таблицей K=f(Re) взаимосвязь и блок Hydraulic Resistive Tube.

    Каталожные номера

    [1] Поток жидкости через клапаны, фитинги и трубы , Крановые клапаны Северная Америка, Технический документ No.410M

    [2] Джордж Р. Келлер, Анализ гидравлической системы , Опубликовано Редакция журнала «Гидравлика и пневматика», 1970

    Задача гидравлического расчета трубопроводов распределения давления Владимира Чернюка, Романа Гнатива, Александра Кравчука, Вадима Орла, Ирины Бигун, Матвея Чернюка :: SSRN

    Восточно-Европейский журнал корпоративных технологий, 6 (7 (114)), 93–103, 2021.doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246852

    11 страниц Опубликовано: 28 фев 2022 г.

    Посмотреть все статьи Владимира Чернюка