كيفية حساب الضغط في الأنبوب

1. الضغط الهيدروستاتيكي

الضغط الهيدروستاتيكي
قوة الضغط الداخلية بسبب
بفعل القوى الخارجية المطبقة على
نقطة معينة في السائل. مثل هذا الضغط
في كل الاتجاهات هو نفسه ويعتمد
على موضع نقطة في سائل عند الراحة.

أبعاد الضغط الهيدروستاتيكي
في نظام MKGSS - كجم / سم 2 أو طن / م 2 ،
في نظام SI - N / m2.

نسب الوحدة الأساسية
الضغط:

	كجم / سم 2	ن / م 2
الجو الفني	1	98066,5
ملليمتر من عمود الماء	0,0001	9,80665
ملليمتر من الزئبق	0,00136	133,32

في الحسابات العملية ، 1 تقني
الغلاف الجوي \ u003d 1 كجم / سم 2 \ u003d 10 م من الماء. فن. =
735 مم زئبق فن. = 98070 نيوتن / م 2.

لسائل غير قابل للضغط هذا هو
في التوازن تحت القوة
الجاذبية الهيدروستاتيكية الكاملة
ضغط النقطة:

ع = ص +
ح

حيث p هو الضغط على الأحرار
سطح سائل

h هو وزن (جاذبية) عمود السائل
ارتفاع h مع المساحة

المقطع العرضي يساوي واحدًا ؛

ح - عمق الغمر
نقاط؛

هي الثقل النوعي للسائل.

بالنسبة لبعض السوائل ، القيم
الجاذبية النوعية المستخدمة في الحل
المهام الواردة في الملحق (علامة التبويب.
ف -3).

قيمة الضغط الزائد
الغلاف الجوي (ص_أ)
يسمى قياس ضغط الدم ، أو
الضغط الزائد:

إذا كان الضغط على السطح الحر
يساوي الغلاف الجوي ، ثم الزيادة
الضغط ص_م=
ح.

تحت الضغط الجوي
الكمية تسمى الفراغ:

ص_الصديق= ص_أ- ر.

الحل لمعظم مشاكل هذا
قسم متعلق بالاستخدام
المعادلة الأساسية للهيدروستاتيكا

أين z هو الإحداثي أو
علامة النقطة.

1. معلومات عامة عن الحساب الهيدروليكي لخطوط الأنابيب

عند حساب
يجري النظر في خطوط الأنابيب
ضغط ثابت وموحد
حركة أي سائل
نظام مضطرب ، في شكل أسطواني دائري
أنابيب. السوائل في أنابيب الضغط
تحت ضغط و
المقاطع العرضية الخاصة بهم بالكامل
مملوء. حركة السوائل على طول
نتيجة لذلك
حقيقة أن الضغط في البداية أكبر من
بالنهايه.

هيدروليكي
يتم الحساب من أجل تحديد
قطر خط الأنابيب د
مع المعروف
الطول لضمان التخطي
معدل تدفق معين س
أو إنشاء
في قطر معين وطول المطلوب
الضغط وتدفق السوائل. خطوط الأنابيب
اعتمادًا على طول ونمط
المواقع مقسمة إلى بسيطة
ومعقدة. لخطوط الأنابيب البسيطة
يشمل خطوط الأنابيب التي لا تحتوي على
الفروع على طول ، مع ثابت
نفس المصاريف.

خطوط الأنابيب
تتكون من أنابيب من نفس القطر
بطول كامل أو من أقسام أنابيب مختلفة
أقطار وأطوال. الحالة الأخيرة
يشير إلى اتصال تسلسلي.

خطوط أنابيب بسيطة
اعتمادا على طول قطعة الأرض المحلية
المقاومات مقسمة إلى قصيرة و
طويل. قصيرة
خطوط الأنابيب
نكون
خطوط الأنابيب بطول قصير بدرجة كافية ،
فيها المقاومة المحلية
تشكل أكثر من 10٪ من الهيدروليكي
خسارة الطول. على سبيل المثال ، تشمل:
أنابيب شفط ، شفط
أنابيب مضخات ريشة ، شفرات (ضغط
أنابيب المياه تحت جسر الطريق) ،
خطوط الأنابيب داخل المباني والهياكل
إلخ.

طويل
خطوط الأنابيب
اتصل
خطوط الأنابيب كبيرة نسبيًا
الأطوال التي يفقد فيها الرأس على طول الطول
يفوق العدد المحلي بشكل ملحوظ
خسائر. الخسائر المحلية
أقل من 510%
الخسائر على طول خط الأنابيب ، وبالتالي
يمكن إهمالها أو تقديمها في
زيادة الحسابات الهيدروليكية
معامل يساوي 1.051,1.
دخول خطوط الأنابيب الطويلة إلى النظام
شبكات إمدادات المياه ، قنوات الضخ
المحطات والقنوات وخطوط الأنابيب
المؤسسات الصناعية و
الغرض الزراعي و
إلخ.

خطوط الأنابيب المعقدة
لها فروع مختلفة على طول ،
أولئك. يتكون خط الأنابيب من شبكة من الأنابيب
أقطار وأطوال معينة. مركب
تنقسم خطوط الأنابيب إلى
متوازي ، طريق مسدود (متفرع) ،
خطوط الأنابيب الحلقية (المغلقة) ،
المدرجة في شبكة إمدادات المياه.

هيدروليكي
يتم تقليل حساب خط الأنابيب كـ
عادة لحل ثلاث مشاكل رئيسية:

• تعريف
  تدفق خط الأنابيب س,
  إذا كان معروفا
  الضغط ح,
  الطول ل
  وقطرها د
  خط انابيب،
  نظرا لتوافر بعض المحلية
  المقاومة أو في غيابها ؛

• تعريف
  الضغط المطلوب ح,
  ضروري لتأمين المرور
  تدفق معروف س
  عن طريق خط الأنابيب
  طويل ل
  وقطرها د;

• تعريف
  قطر خط الأنابيب د
  متي
  قيم الرأس المعروفة ح,
  مصروف س
  وطول ل.

معدل تدفق السوائل

حيث q> تصميم تدفق السوائل ، m3 / s ؛

- مساحة المقطع الحي للأنبوب م 2.

يتم تحديد معامل مقاومة الاحتكاك λ وفقًا للوائح مجموعة القواعد SP 40-102-2000 "تصميم وتركيب خطوط أنابيب لتزويد المياه وأنظمة الصرف الصحي المصنوعة من مواد بوليمرية. المتطلبات العامة":

حيث b هو عدد تشابه لأنظمة تدفق السوائل ؛ بالنسبة إلى b> 2 ، يتم أخذ b = 2.

حيث Re هو رقم رينولدز الفعلي.

حيث ν هي معامل اللزوجة الحركية للسائل م² / ث. عند حساب أنابيب الماء البارد ، يتم أخذ 1.31 10-6 م² / ثانية - لزوجة الماء عند درجة حرارة +10 درجة مئوية ؛

Rekv> - رقم رينولدز المقابل لبداية المنطقة التربيعية للمقاومة الهيدروليكية.

حيث Ke هي الخشونة الهيدروليكية لمادة الأنبوب ، م للأنابيب المصنوعة من مواد البوليمر ، يتم أخذ Ke = 0.00002 م إذا لم تقدم الشركة المصنعة للأنابيب قيم خشونة أخرى.

في حالات التدفق هذه عند Re-Rekv ، تصبح القيمة المحسوبة للمعامل b مساوية لـ 2 ، ويتم تبسيط الصيغة (4) بشكل كبير ، وتتحول إلى صيغة Prandtl المعروفة:

عند Ke = 0.00002 m ، تحدث منطقة المقاومة التربيعية بمعدل تدفق المياه (ν = 1.31 10-6 م 2 / ثانية) يساوي 32.75 م / ث ، وهو أمر لا يمكن الوصول إليه عمليًا في أنظمة إمدادات المياه العامة.

للحسابات اليومية ، يوصى باستخدام المخططات البيانية ، وللحسابات الأكثر دقة - "جداول الحسابات الهيدروليكية لخطوط الأنابيب المصنوعة من مواد بوليمرية" ، الحجم 1 "خطوط أنابيب الضغط" (A.Ya. Dobromyslov، M.، VNIIMP، 2004).

عند الحساب وفقًا للرسوم البيانية ، يتم تحقيق النتيجة بواسطة تراكب واحد للمسطرة - يجب عليك توصيل النقطة بقيمة القطر المحسوب على مقياس dp بالنقطة مع قيمة معدل التدفق المحسوب على q (l / ق) مقياس بخط مستقيم ، استمر في هذا الخط المستقيم حتى يتقاطع مع مقاييس السرعة V ورأس الخسائر المحددة 1000 ط (مم / م). نقاط تقاطع الخط المستقيم مع هذه المقاييس تعطي القيمة V و 1000 i.

كما تعلم ، فإن تكلفة الكهرباء لضخ السائل تتناسب طرديًا مع قيمة H (مع ثبات باقى المتغيرات). باستبدال التعبير (3) في الصيغة (2) ، من السهل ملاحظة أن قيمة i (وبالتالي ، H) تتناسب عكسياً مع القطر المحسوب dp إلى الدرجة الخامسة.

يتضح أعلاه أن قيمة dp تعتمد على سمك جدار الأنبوب e: كلما كان الجدار أرق ، كلما زادت dp ، وبالتالي ، انخفض فقدان الضغط بسبب الاحتكاك وتكلفة الكهرباء.

إذا تغيرت قيمة MRS للأنبوب لأي سبب من الأسباب ، فيجب إعادة حساب قطرها وسمك جدارها (SDR).

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في عدد من الحالات ، فإن استخدام الأنابيب مع MRS 10 بدلاً من الأنابيب مع MRS 8 ، وخاصة الأنابيب مع MRS 6.3 ، يجعل من الممكن تقليل قطر خط الأنابيب بحجم واحد. لذلك ، في عصرنا ، فإن استخدام البولي إيثيلين PE 80 (MRS 8) و PE 100 (MRS 10) بدلاً من البولي إيثيلين PE 63 (MRS 6.3) لتصنيع الأنابيب لا يسمح فقط بتقليل سماكة جدار الأنابيب ووزنها واستهلاك المواد ، ولكن أيضًا لتقليل تكاليف الطاقة لضخ السائل (مع ثبات باقى المتغيرات).

في السنوات الأخيرة (بعد عام 2013) ، تم استبدال الأنابيب المصنوعة من البولي إيثيلين PE80 بالكامل تقريبًا من الإنتاج بأنابيب مصنوعة من البولي إيثيلين بدرجة PE100. ويفسر ذلك حقيقة أن المواد الخام التي تصنع منها الأنابيب يتم توريدها من الخارج بعلامة PE100.وأيضًا من خلال حقيقة أن درجة البولي إيثيلين 100 تتميز بخصائص قوة أكبر ، بسبب إنتاج الأنابيب بنفس خصائص الأنابيب المصنوعة من PE80 ، ولكن بجدار أرق ، مما يزيد من إنتاجية أنابيب البولي إيثيلين.

رسم بياني لتحديد فاقد الضغط في الأنابيب بأقطار 6 ، 100 مم.

رسم بياني لتحديد فاقد الضغط في الأنابيب بأقطار 100 ، 1200 مم.

معيار رينولدز

ظهر هذا الاعتماد من قبل الفيزيائي الإنجليزي والمهندس أوزبورن رينولدز (1842-1912).

المعيار الذي يساعد في الإجابة عن سؤال ما إذا كانت هناك حاجة للنظر في اللزوجة هو رقم رينولدز Re. إنه يساوي نسبة طاقة حركة عنصر مائع متدفق إلى عمل قوى الاحتكاك الداخلي.

ضع في اعتبارك عنصر سائل مكعب بطول حرف n. الطاقة الحركية لعنصر ما هي:

وفقًا لقانون نيوتن ، تُعرَّف قوة الاحتكاك المؤثرة على عنصر مائع على النحو التالي:

عمل هذه القوة عند تحريك عنصر مائع على مسافة n هو

ونسبة الطاقة الحركية لعنصر المائع إلى عمل قوة الاحتكاك هي

نحن نخفض ونحصل على:

Re يسمى رقم رينولدز.

وبالتالي ، فإن Re هي كمية بلا أبعاد تميز الدور النسبي للقوى اللزجة.

على سبيل المثال ، إذا كانت أبعاد الجسم الذي يتلامس معه السائل أو الغاز صغيرة جدًا ، فعندئذٍ حتى مع انخفاض اللزوجة ، سيكون Re غير مهم وتلعب قوى الاحتكاك دورًا سائدًا. على العكس من ذلك ، إذا كانت أبعاد الجسم والسرعة كبيرة ، فلن يكون لـ Re >> 1 وحتى اللزوجة الكبيرة تقريبًا أي تأثير على طبيعة الحركة.

ومع ذلك ، لا تعني أرقام رينولدز الكبيرة دائمًا أن اللزوجة لا تلعب أي دور. لذلك ، عندما يتم الوصول إلى قيمة كبيرة جدًا (عدة عشرات أو مئات الآلاف) لرقم Re ، يتحول التدفق الصفحي السلس (من الصفيحة اللاتينية - "الصفيحة") إلى تدفق مضطرب (من اللاتينية المضطربة - "العاصفة" ، "فوضوية") ، مصحوبة بسوائل فوضوية غير مستقرة. يمكن ملاحظة هذا التأثير إذا فتحت صنبور ماء تدريجيًا: يتدفق تيار رقيق عادةً بسلاسة ، ولكن مع زيادة سرعة الماء ، تتزعزع نعومة التدفق. في طائرة نفاثة تتدفق تحت ضغط مرتفع ، تتحرك جزيئات السائل بشكل عشوائي ، وتتأرجح ، وكل حركة مصحوبة بخلط قوي.

يزيد ظهور الاضطراب من مقاومة الهواء بشكل كبير. في خط الأنابيب ، تكون سرعة التدفق المضطرب أقل من سرعة التدفق الصفحي عند انخفاض الضغط نفسه. لكن الاضطراب ليس سيئًا دائمًا. نظرًا لحقيقة أن الاختلاط أثناء الاضطراب مهم جدًا ، فإن نقل الحرارة - تبريد أو تسخين الركام - يحدث بشكل مكثف ؛ التفاعلات الكيميائية تنتشر بشكل أسرع.

معادلة برنولي للحركة الثابتة

حصل العالم السويسري دانيال برنولي (1700-1782) على إحدى أهم معادلات الميكانيكا المائية في عام 1738. نجح في البداية في وصف حركة سائل مثالي ، معبرًا عنها في صيغة برنولي.

السائل المثالي هو السائل الذي لا توجد فيه قوى احتكاك بين عناصر السائل المثالي ، وكذلك بين السائل المثالي وجدران الوعاء.

معادلة الحركة الثابتة التي تحمل اسمه هي:

حيث P هي ضغط السائل ، ρ هي كثافته ، v هي سرعة الحركة ، g تسارع السقوط الحر ، h الارتفاع الذي يقع عنده عنصر السائل.

معنى معادلة برنولي هو أنه داخل نظام مملوء بالسائل (قسم خط الأنابيب) ، تظل الطاقة الإجمالية لكل نقطة دائمًا دون تغيير.

تتكون معادلة برنولي من ثلاثة شروط:

• ρ⋅v2 / 2 - الضغط الديناميكي - الطاقة الحركية لكل وحدة حجم من مائع القيادة ؛
• ρ⋅g⋅h - ضغط الوزن - الطاقة الكامنة لوحدة حجم السائل ؛
• P - الضغط الساكن ، في أصله هو عمل قوى الضغط ولا يمثل احتياطيًا لأي نوع خاص من الطاقة ("طاقة الضغط").

تشرح هذه المعادلة سبب زيادة سرعة التدفق في المقاطع الضيقة من الأنبوب وانخفاض الضغط على جدران الأنبوب. يتم تحديد أقصى ضغط في الأنابيب بدقة في المكان الذي يحتوي فيه الأنبوب على أكبر مقطع عرضي. تعتبر الأجزاء الضيقة من الأنبوب آمنة في هذا الصدد ، لكن الضغط فيها يمكن أن ينخفض ​​كثيرًا لدرجة أن السائل يغلي ، مما قد يؤدي إلى تجويف وتدمير مادة الأنبوب.

معادلة نافييه-ستوكس للسوائل اللزجة

في صيغة أكثر صرامة ، يُطلق على الاعتماد الخطي للاحتكاك اللزج على التغيير في سرعة السائل معادلة نافييه-ستوكس. يأخذ في الاعتبار انضغاط السوائل والغازات ، وعلى عكس قانون نيوتن ، فهو صالح ليس فقط بالقرب من سطح الجسم الصلب ، ولكن أيضًا في كل نقطة في السائل (بالقرب من سطح الجسم الصلب في حالة عدم الانضغاط. السائل ، تتطابق معادلة نافييه-ستوكس وقانون نيوتن).

أي غازات يتم استيفاء شرط الوسيط المستمر لها تخضع أيضًا لمعادلة نافييه-ستوكس ، أي هي السوائل النيوتونية.

عادةً ما تكون لزوجة السوائل والغازات مهمة عند السرعات المنخفضة نسبيًا ، لذلك يُقال أحيانًا أن ديناميكا أويلر المائية هي حالة خاصة (محدودة) من السرعات العالية لديناميكا نافير-ستوكس الهيدروديناميكية.

عند السرعات المنخفضة ، وفقًا لقانون نيوتن للاحتكاك اللزج ، تتناسب قوة سحب الجسم مع السرعة. عند السرعات العالية ، عندما تتوقف اللزوجة عن لعب دور مهم ، تكون مقاومة الجسم متناسبة مع مربع السرعة (التي اكتشفها نيوتن وأثبتها لأول مرة).

تسلسل الحساب الهيدروليكي

1.
يتم اختيار التداول الرئيسي
نظام التسخين الدائري (معظم
يقع في مكان غير ملائم في الهيدروليكي
علاقة). في أنبوبين مسدود
الأنظمة عبارة عن حلقة تمر عبرها
أداة أقل من الأكثر بعد و
الناهض المحملة ، في أنبوب واحد -
من خلال الأكثر بعدا وتحميلها
الناهض.

على سبيل المثال،
في نظام تسخين ثنائي الأنابيب مع
الدوران الرئيسي للأسلاك العلوية
سوف تمر الحلقة من نقطة الحرارة
من خلال الناهض الرئيسي ، خط الإمداد ،
من خلال الناهض البعيد والتدفئة
جهاز الطابق السفلي ، خط العودة
إلى نقطة التسخين.

الخامس
مع حركة المياه المرتبطة بها
الخاتم يؤخذ على أنه الحلقة الرئيسية ،
يمر من خلال الوسط أكثر
موقف محمل.

2.
حلقة التداول الرئيسية تنكسر
في المؤامرات (تتميز المؤامرة
تدفق المياه المستمر ونفس الشيء
قطر الدائرة). يظهر الرسم التخطيطي
أرقام المقاطع وأطوالها والحرارية
الأحمال. الحمل الحراري الرئيسي
يتم تحديد المؤامرات عن طريق الجمع
تخدم هذه الأحمال الحرارية
المؤامرات. لتحديد قطر الأنبوب
يتم استخدام كميتين:

أ)
نظرا لتدفق المياه

ب)
خسائر ضغط محددة تقريبية
للاحتكاك في دوران التصميم
حلقة ص_تزوج.

ل
عملية حسابية ص_cp
بحاجة إلى معرفة طول الرئيسي
حلقة الدورة الدموية والمحسوبة
ضغط الدورة الدموية.

3.
التدوير المحسوب
ضغط الصيغة

,
(5.1)

أين
—
الضغط الناتج عن المضخة ، Pa.
ممارسة تصميم النظام
أظهر التدفئة أن أكثر
من المستحسن أن تأخذ ضغط المضخة ،
مساو

,
(5.2)

أين

—
مجموع أطوال أقسام التداول الرئيسي
خواتم؛

—
الضغط الطبيعي الذي يحدث عندما
تبريد المياه في الأجهزة ، باسكال ، ممكن
تحديد كيف

,
(5.3)

أين
—
المسافة من مركز المضخة (المصعد)
إلى وسط الجهاز في الطابق السفلي ، م.

المعنى
معامل في الرياضيات او درجة ممكن
تحديد من الجدول 5.1.

جدول
5.1 - المعنى  ج
حسب درجة حرارة التصميم
الماء في نظام التدفئة

() ، ج	, كجم / (م 3 ك)
85-65	0,6
95-70	0,64
105-70	0,66
115-70	0,68

—
ضغط طبيعي في
نتيجة تبريد المياه في خطوط الأنابيب
.

الخامس
أنظمة الضخ مع الأسلاك السفلية
الحجم
يمكن إهمالها.

1. عازمون
   فقدان ضغط الاحتكاك المحدد

,
(5.4)

أين
يحدد k = 0.65 نسبة خسائر الضغط
للاحتكاك.

5.
يتم تحديد تدفق المياه في المنطقة بواسطة
معادلة

(5.5)

أين
س
- الحمل الحراري على الموقع ، W:

(ر_جي
- ت_ا)
- اختلاف درجة حرارة المبرد.

6.
من حيث الحجم
ويتم تحديد أحجام الأنابيب القياسية
.

6.
لأقطار خطوط الأنابيب المحددة
ويتم تحديد استهلاك المياه المقدر
سرعة المبرد الخامس
والمحددة الفعلية
فقدان ضغط الاحتكاك ص_F.

في
اختيار الأقطار في مناطق صغيرة
يمكن أن تكون معدلات تدفق المبرد
تناقضات كبيرة بين
و.
التقليل من الخسائرعلى ال
يتم تعويض هذه المناطق عن طريق المبالغة
كمياتفي مناطق أخرى.

7.
يتم تحديد خسائر ضغط الاحتكاك
في المنطقة المحسوبة ، Pa:

.
(5.6)

النتائج
تم إدخال الحسابات في الجدول 5.2.

8.
خسائر الضغط المحلية
المقاومات باستخدام الصيغة:

,
(5.7)

أين
- مجموع معاملات المقاومة المحلية
في منطقة الاستيطان.

المعنى ξ
في كل موقع ملخصة في الجدول. 5.3

الجدول 5.3 -
معاملات المقاومة المحلية

رقم ع / ص	الأسماء المقاطع والمقاومات المحلية	قيم معاملات المقاومة المحلية	ملحوظات

9.
أوجد إجمالي فقد الضغط
في كل منطقة

.
(5.8)

10. تحديد
فقدان الضغط الكلي بسبب الاحتكاك و
في المقاومات المحلية بشكل رئيسي
حلقة الدورة الدموية

.
(5.9)

11. قارن ص
مع ص_ص.
فقدان الضغط الكلي عبر الحلقة
يجب أن يكون أقل من ص_ص
على ال

.
(5.10)

مخزون المتاح
هناك حاجة إلى الضغط على غير المحسوبين في
حساب المقاومة الهيدروليكية.

إذا كانت الظروف ليست كذلك
يتم تنفيذها ، فمن الضروري على البعض
أقسام من الحلقة لتغيير أقطار الأنابيب.

12. بعد الحساب
حلقة الدورة الدموية الرئيسية
قم بربط الحلقات المتبقية. الخامس
كل حلقة جديدة تحسب فقط
مناطق إضافية غير مشتركة ،
متصلة بالتوازي مع الأقسام
الحلقة الرئيسية.

تناقض الخسارة
الضغوط على التوازي متصلة
قطع الأراضي المسموح بها تصل إلى 15٪ بنهاية مسدودة
حركة الماء وتصل إلى 5٪ - بالمرور.

جدول
5.2 - نتائج الحساب الهيدروليكي
لنظام التدفئة

على ال مخطط الأنابيب

بواسطة الحساب الأولي

بواسطة تسوية نهائية

عدد موقع

حراري حمل س, الثلاثاء

استهلاك المبرد جي, كجم / ساعة

طول موقع ل, م

قطر الدائرة د, مم

سرعة الخامس, آنسة

محدد فقدان ضغط الاحتكاك ص, باسكال / م

خسائر ضغط الاحتكاك صآر, بنسلفانيا

مجموع معاملات المقاومة المحلية ∑ξ

خسائر الضغط في المقاومات المحلية ض

د, مم

الخامس, آنسة

ص, باسكال / م

صآر, بنسلفانيا

∑ξ

ض, بنسلفانيا

Rl+ض, بنسلفانيا

الدرس 6

تغير في درجة حرارة الغاز على طول خط أنابيب الغاز

في تدفق الغاز الثابت ، الكتلة
معدل التدفق في خط أنابيب الغاز

. (2.41)

في الحقيقة حركة الغاز في خط انابيب الغاز
هو دائما غير متساوي الحرارة. الخامس
أثناء الضغط ، يسخن الغاز.
حتى بعد تبريده عند COP ، درجة الحرارة
دخول الغاز إلى خط الأنابيب
حوالي 20-40 درجة مئوية ،
وهو أعلى بكثير من درجة الحرارة
البيئة (T).
في الممارسة العملية ، تصبح درجة حرارة الغاز
قريبة من درجة الحرارة المحيطة
فقط لأنابيب الغاز ذات القطر الصغير
(Dy0.
علاوة على ذلك ، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار ذلك
الغاز عبر الأنابيب
هو غاز حقيقي ، وهو متأصل
تأثير Joule-Thompson الذي يأخذ بعين الاعتبار
امتصاص الحرارة أثناء تمدد الغاز.

عندما تتغير درجة الحرارة على طول الطول
يتم وصف حركة الغاز في خط أنابيب الغاز
نظام المعادلات:

محددة في مجال الطاقة,

استمرارية,

تنص على,

توازن الحرارة.

ضع في اعتبارك في المعادلة التقريبية الأولى
توازن الحرارة دون مراعاة التأثير
جول طومسون. تكامل المعادلة
توازن الحرارة

,

نحن نحصل

, (2.42)

أين;

ك_{ريال سعودى}- متوسط ​​على الموقع بالكامل
معامل انتقال الحرارة من الغاز إلى
بيئة؛

G هو معدل تدفق الكتلة للغاز ؛

ج_ص–
متوسط ​​السعة الحرارية متساوي الضغط للغاز.

قيمة_رL يسمى معيار البعد
شوخوف

(2.43)

إذن درجة حرارة الغاز في النهاية
سيكون خط أنابيب الغاز

. (2.44)

على مسافة س من البداية
يتم تحديد درجة حرارة غاز خط أنابيب الغاز
حسب الصيغة

. (2.45)

تغير في درجة الحرارة على طول خط أنابيب الغاز
هو أسي (الشكل.
2.6).

يعتبر
تأثير تغير درجة حرارة الغاز
أداء خط الأنابيب.

ضرب طرفي المعادلة المحددة
الطاقة على 2 والتعبير,
نحن نحصل

. (2.46)

نعبر عن كثافة الغاز في الجانب الأيسر
عبارات (2.46) من معادلة الحالة
,
نتاج معادلة الاستمرارية، dx من الحرارة
الرصيد.

مع وضع هذا في الاعتبار ، المعادلة المحددة
تأخذ الطاقة الشكل

(2.47)

أو

. (2.48)

دلالة
ودمج الجانب الأيسر من المعادلة
(2.48) من ص_حdoP_ل، وإلى اليمين من T_حنقطة_ل، نحن نحصل

. (2.49)

بتعويض

, (2.50)

لدينا

. (2.51)

بعد الدمج في المحدد
حدود نحصل عليها

. (2.52)

مع مراعاة (2.42)

أو

, (2.53)

أينهو عامل تصحيح يأخذ في الاعتبار
تغير درجة الحرارة على طول خط أنابيب الغاز
(عدم تساوي الحرارة لتدفق الغاز).

مع مراعاة (2.53) الاعتماد على التحديد
معدل التدفق الشامل للغاز يأخذ الشكل

. (2.54)

القيمة _حدائما أكبر من واحد ، لذلك
معدل التدفق الشامل للغاز عند التغيير
درجة الحرارة على طول خط أنابيب الغاز
(نظام التدفق غير متساوي الحرارة) دائمًا
أقل من الوضع متساوي الحرارة
(T = idem). المنتج T_حيسمى متوسط ​​التكامل
درجة حرارة الغاز في خط الأنابيب.

بقيم رقم Shukhov Shu4
تدفق الغاز في خط الأنابيب
النظر في متساوي الحرارة تقريبا
في T = idem. هذه درجة الحرارة
الوضع ممكن عند ضخ الغاز باستخدام
انخفاض تكاليف خطوط أنابيب الغاز
قطر صغير (أقل من 500 مم) إلى حد كبير
مسافه: بعد.

تأثير تغير درجة حرارة الغاز
يتجلى لقيم رقم شوخوف
شو

في
ضخ الغاز وجود دواسة الوقود
تأثير يؤدي إلى أعمق
تبريد الغاز فقط مع التبادل الحراري
مع التربة. في هذه الحالة درجة الحرارة
يمكن أن ينخفض ​​الغاز حتى أدناه
درجة الحرارة T (الشكل.
2.7).

أرز. 2.7. تأثير تأثير جول طومسون
على توزيع درجة حرارة الغاز أكثر
طول خط الأنابيب

1 - دون مراعاة دي ؛ 2 - مع
مع مراعاة دي

ثم ، مع الأخذ بعين الاعتبار معامل جول-طومسون
قانون تغير درجة الحرارة على طول الطول
يأخذ الشكل

, (2.55)

5 الخسائر الهيدروليكية

اختلاف
ضغط الزيت في قسمين من واحد
ونفس خط الأنابيب ، بشرط ذلك
يقع الأول في المنبع ، و
الثاني - أدناه ، مصمم معادلة
برنولي

,

أين
ح₂
- ح₁
- فرق ارتفاعات مراكز الجاذبية
أقسام من المختار بشكل تعسفي
المستوى الأفقي

الخامس₁,
الخامس₂
- متوسط ​​سرعات الزيت في المقاطع ؛

ز - تسريع القوة
الجاذبية؛

-مجموع
الخسائر الهيدروليكية أثناء الحركة
زيوت من القسم الأول إلى الثاني.

المعادلة
برنولي في الاستخدام الكامل
لحساب خطوط شفط المضخات ؛
في حالات أخرى ، المصطلح الأول ،
عادة ما يتم إهماله والنظر فيه:

هيدروليكي
عادة ما يتم تقسيم الخسائر إلى محلية
الخسائر وخسائر الاحتكاك على طول الطول
خطوط الأنابيب (الخطية).

1.5.1
خسائر محلية
الطاقات المحلية
المقاومة الهيدروليكية ،
مما تسبب في تشويه التدفق. محلي
المقاومات هي: قيود ،
توسيع وتقريب خطوط الأنابيب ،
المرشحات ومعدات التحكم و
التنظيم ، إلخ. عند التدفق
السوائل من خلال المقاومة المحلية
تتغير سرعته وعادة ما يكون هناك
دوامات كبيرة.

خسائر
الضغط من المقاومات المحلية
تحددها الصيغة فايسباخ:

الآلام والكروب الذهنية
(أو
باسكال) ،

أين
 (xi) - معامل السحب أو
خسارة،

الخامس
هو متوسط ​​سرعة التدفق على المقطع العرضي
في أنبوب خلف المقاومة المحلية ، م / ث ؛

,
N / م 3
ز = 9.81 م / ث 2.

كل
تتميز المقاومة المحلية
من خلال قيمة معاملته
.
مع تدفق مضطرب ، القيميحددها بشكل رئيسي شكل محلي
المقاومة والتغيير قليلا جدا
مع تغيير حجم المقطع والسرعة
تدفق السوائل واللزوجة. لذا
افترض أنها لا تعتمد على الرقم
رينولدز ري.

قيم
,
على سبيل المثال ، من أجل المحملات مع نفس الشيء
تؤخذ أقطار القناة على قدم المساواة ،
إذا:

تيارات
أضف ، تباعد. تدفق
يمر.

=0,5-0,6

=1,5-2=0,3=1-1,5=0,1=0,05

=0,7

=0,9-1,2=2

في
ثني الأنابيب

= 1.5-2 ، إلخ.

قيم
لمقاومات محددة واجهتها
في الأنظمة الهيدروليكية للمعدات ، مأخوذة من
الأدب المرجعي.

في
التدفق الصفحي (إعادة

خسائر
الضغط من المقاومة المحلية في
يتم تحديد التدفق الصفحي بواسطة
معادلة:

الآلام والكروب الذهنية

أين

_ل
= أوعامل التصحيح الرقائقي

كميات
فقدان الضغط في المعيار
الأجهزة الهيدروليكية ل
معدل التدفق الاسمي عادة
المدرجة في المواصفات الفنية الخاصة بهم.

1.5.2
الخسارة
طول الاحتكاك
هو فقدان الطاقة الذي يحدث
في الأنابيب المستقيمة ذات المقطع العرضي الثابت ،
أولئك. مع تدفق موحد للسوائل ،
وتزداد بما يتناسب مع الطول
أنابيب. هذه الخسائر ناتجة عن داخلية
الاحتكاك في السائل ، وبالتالي
ضع في كل من الأنابيب الخشنة والناعمة.

خسائر
ضغط احتكاك خط الأنابيب
يتم تحديده من خلال الصيغة دارسي:

الآلام والكروب الذهنية

أين
هو معامل الاحتكاك في خط الأنابيب ؛

ل
و د
- الطول والقطر الداخلي لخط الأنابيب ،
مم.

هذه
الصيغة قابلة للتطبيق لكل من الصفحي ،
وكذلك في التدفق المضطرب. اختلاف
يتكون فقط من قيم المعامل

.

في
التدفق الصفحي (إعادة

في
معامل التدفق المضطرب للاحتكاك
ليست فقط وظيفة من Re ، ولكن
كما يعتمد على خشونة الداخل
سطح الأنبوب. ل هيدروليكيا
ناعم أنابيب،
أولئك. مع خشونة ذلك
عمليا لا يؤثر على مقاومته ،
معامل الاحتكاك المضطرب
يمكن تحديد الوضع من خلال الصيغة كمبيوتر.
كوناكوفا:

يضخ
يعتبر سلسًا هيدروليكيًا إذا
(د / ك)> (إعادة / 20) ،
حيث k هي الخشونة المكافئة ،
مم. على سبيل المثال ، للصلب غير الملحوم الجديد
الأنابيب k≈0.03
مم ، وبعد عدة سنوات من التشغيل
k≈0.2
مم للأنابيب غير الملحومة الجديدة المصنوعة من
المعادن غير الحديدية K≈0.005
مم. غالبًا ما تستخدم هذه الأنابيب في
الأنظمة الهيدروليكية للأدوات الآلية.

معامل في الرياضيات او درجة
يمكن أن يكون الاحتكاك في النظام المضطرب
تحدد بالصيغة التشولية,
كونها عالمية (أي قابلة للتطبيق
في أي حال):

2. خصائص التدفق لوحدة تدفق خط الأنابيب

دعنا نتذكر
صيغة الخسارة الخطية - صيغة دارسي
- فايسباخ:
.

يعبر
في هذه الصيغة ، السرعة V.
من خلال التدفق Q
من النسبة
:

.
(6.1)

ل
خط أنابيب بقطر معين
مجمع الكميات
في التعبير (6.1) يمكن اعتباره الكمية
ثابت (1 / K2) ،
باستثناء المعامل الهيدروليكي
الاحتكاك λ. بناء على المفهوم
متوسط ​​السرعة الاقتصادية V_{على سبيل المثال}
دعونا نظهر أن المعامل المشار إليه λ
يمكن أن يعزى إلى هذا المجمع ، لأن الخامس
في هذه الحالة ، سيكون رقم رينولدز
لها معنى محدد:
,
وعلى مخطط نيكورادزي ، المعامل λ في
هذه الحالة سيكون لها محدد
المعنى.

يبرر
شرعية إدخال المفهوم
متوسط ​​السرعة الاقتصادية على النحو التالي
منطق.

هيدروليكي
النظام ، مثل السباكة ،
يمكنك تخطي حساب معين
مصنوعة من أنابيب بأقطار مختلفة. في
في نفس الوقت ، مع زيادة القطر د ،
لذلك ، انخفاض في السرعة V.
سوف ترتفع النفقات الرأسمالية ، و
سوف تكاليف التشغيل
انخفاض بسبب انخفاض في الهيدروليكي
خسائر. السرعة التي مجموعها
ستكون التكاليف ضئيلة
سوف يسمى متوسط ​​الاقتصادي
السرعة V._{على سبيل المثال}
= 0.8 ... 1.3 م / ث (الشكل 6.1).

شكل 6.1

ثم
تأخذ صيغة الخسارة الخطية (6.1) الشكل

,
(6.2)

أين
ك - خاصية التدفق لخط الأنابيب
(معامل التدفق) ، يعتمد على المادة
خط الأنابيب والقطر والتدفق. مأخوذ
من الجداول.