Come calcolare la pressione in un tubo

1. Pressione idrostatica

La pressione idrostatica è
forza di compressione interna dovuta a
dall'azione di forze esterne applicate
dato punto nel fluido. Tale pressione
in tutte le direzioni è lo stesso e dipende
sulla posizione di un punto in un fluido a riposo.

Dimensione della pressione idrostatica
nel sistema MKGSS - kg / cm2 o t / m2,
nel sistema SI - N/m2.

Rapporti unitari di base
pressione:

	kg/cm2	N/m2
atmosfera tecnica	1	98066,5
millimetro di colonna d'acqua	0,0001	9,80665
millimetro di mercurio	0,00136	133,32

Nei calcoli pratici, 1 tecnico
atmosfera \u003d 1 kg / cm2 \u003d 10 m di acqua. Arte. =
735 mmHg Arte. = 98070 N/m2.

Per un fluido incomprimibile che è
in equilibrio in forza
gravità, completamente idrostatico
pressione puntuale:

p=p+
h,

dove p è la pressione sul libero
superficie liquida;

h è il peso (gravità) della colonna di liquido
altezza h con superficie

sezione trasversale uguale a uno;

h - profondità di immersione
punti;

è il peso specifico del liquido.

Per alcuni liquidi, i valori
peso specifico utilizzato nella risoluzione
i compiti sono riportati in appendice (tab.
P-3).

Il valore dell'eccesso di pressione
atmosferico (pag_un)
chiamato manometrico, o
sovrapressione:

Se la pressione sulla superficie libera
uguale a atmosferico, quindi in eccesso
pressione pag_m=
h.

Sottopressione atmosferica
la quantità si chiama vuoto:

R_matto= pag_un- R.

La soluzione alla maggior parte dei problemi di questo
la sezione è relativa all'uso
l'equazione di base dell'idrostatica

dove z è la coordinata o
segno di punto.

1. Informazioni generali sul calcolo idraulico delle condotte

Quando si calcola
condutture in esame
pressione costante e uniforme
movimento di qualsiasi fluido
regime turbolento, in tondo-cilindrico
tubi. Fluido nei tubi in pressione
è sotto pressione e
le loro sezioni trasversali sono completamente
riempito. Il movimento del fluido lungo
di conseguenza si verifica la pipeline
il fatto che la pressione all'inizio è maggiore di
alla fine.

Idraulico
il calcolo viene effettuato per determinare
diametro della tubazione D
con un noto
lunghezza per garantire il salto
una certa portata Q
o stabilire
ad un dato diametro e lunghezza del richiesto
pressione e flusso del fluido. Condutture
a seconda della lunghezza e del modello del loro
le posizioni sono divise in semplici
e complesso. A semplici condutture
include pipeline che non hanno
rami lungo la lunghezza, con una costante
la stessa spesa.

Condutture
sono costituiti da tubi dello stesso diametro
lungo l'intera lunghezza o da tratti di tubazioni di diverso tipo
diametri e lunghezze. Ultimo caso
si riferisce a una connessione seriale.

Condutture semplici
a seconda della lunghezza con un appezzamento di locali
le resistenze sono divise in brevi e
lungo. breve
condutture
sono
tubazioni di lunghezza sufficientemente corta,
in cui resistenza locale
costituiscono più del 10% dell'idraulica
perdita di lunghezza Ad esempio, includono:
sifone, aspirazione
tubi di pompe a palette, sifoni (pressione
tubazioni dell'acqua sotto il rilevato stradale),
tubazioni all'interno di edifici e strutture
eccetera.

Lungo
condutture
chiamato
le condutture sono relativamente grandi
lunghezze in cui la perdita di carico lungo la lunghezza
superano notevolmente il numero locale
perdite. Le perdite locali sono
meno di 510%
perdite lungo la lunghezza del gasdotto, e quindi
possono essere trascurati o introdotti a
calcoli idraulici in aumento
coefficiente pari a 1,051,1.
Lunghe condutture entrano nel sistema
reti di approvvigionamento idrico, condotte di pompaggio
stazioni, condotte e condotte
imprese industriali e
scopo agricolo e
eccetera.

Condutture complesse
hanno rami diversi lungo la lunghezza,
quelli. gasdotto è costituito da una rete di tubi
determinati diametri e lunghezze. Complesso
le condutture sono suddivise in
parallelo, vicolo cieco (ramificato),
tubazioni ad anello (chiuse),
compreso nella rete di approvvigionamento idrico.

Idraulico
il calcolo della pipeline è ridotto come
solitamente per risolvere tre problemi principali:

• definizione
  flusso della condotta Q,
  se noto
  pressione h,
  lunghezza l
  e diametro D
  tubatura,
  vista la disponibilità di alcuni locali
  resistenze o in loro assenza;

• definizione
  pressione richiesta h,
  necessario per ottenere un passaggio
  flusso noto Q
  per conduttura
  lunghezza l
  e diametro D;

• definizione
  diametro della tubazione D
  quando
  valori di testa noti h,
  spese Q
  e lunghezza l.

La portata del fluido è

dove q > portata del fluido di progetto, m3/s;

- area della sezione diretta del tubo, m2.

Il coefficiente di resistenza all'attrito λ è determinato in conformità con le normative dell'insieme di regole SP 40-102-2000 "Progettazione e installazione di tubazioni per sistemi di approvvigionamento idrico e fognario in materiali polimerici. Requisiti generali":

dove b è un numero di similarità di regimi di flusso del fluido; per b > 2 si assume b = 2.

dove Re è il numero effettivo di Reynolds.

dove ν è il coefficiente di viscosità cinematica del liquido, m²/s. Quando si calcolano i tubi dell'acqua fredda, viene preso pari a 1,31 10-6 m² / s - la viscosità dell'acqua a una temperatura di +10 ° C;

Rekv > - Numero di Reynolds corrispondente all'inizio della regione quadratica della resistenza idraulica.

dove Ke è la rugosità idraulica del materiale del tubo, M. Per tubi in materiali polimerici, si assume Ke = 0,00002 m se il produttore del tubo non fornisce altri valori di rugosità.

In quei casi di portata in cui Re ≥ Rekv, il valore calcolato del parametro b diventa uguale a 2, e la formula (4) viene notevolmente semplificata, trasformandosi nella ben nota formula di Prandtl:

A Ke = 0,00002 m, la regione di resistenza quadratica si verifica ad una portata d'acqua (ν = 1,31 10-6 m²/s) pari a 32,75 m/s, che è praticamente irraggiungibile nelle reti idriche pubbliche.

Per i calcoli quotidiani, si consigliano i nomogrammi e per calcoli più accurati - "Tabelle per i calcoli idraulici di tubazioni in materiali polimerici", volume 1 "Condutture a pressione" (A.Ya. Dobromyslov, M., VNIIMP, 2004).

Quando si calcola in base ai nomogrammi, il risultato si ottiene sovrapponendo il righello: è necessario collegare il punto con il valore del diametro calcolato sulla scala dp con il punto con il valore della portata calcolata su q (l / s) scala con una retta, continuare questa retta fino a quando non si interseca con le scale di velocità V e perdite specifiche di carico 1000 i (mm/m). I punti di intersezione di una retta con queste scale danno il valore V e 1000 i.

Come sapete, il costo dell'elettricità per il pompaggio del liquido è direttamente proporzionale al valore di H (ceteris paribus). Sostituendo l'espressione ( 3 ) nella formula ( 2 ), è facile vedere che il valore di i (e, di conseguenza, H) è inversamente proporzionale al diametro calcolato dp al quinto grado.

Si mostra sopra che il valore di dp dipende dallo spessore della parete del tubo e: più sottile è la parete, maggiore dp e, di conseguenza, minore è la perdita di carico per attrito e il costo dell'energia elettrica.

Se il valore MRS del tubo cambia per qualsiasi motivo, è necessario ricalcolarne il diametro e lo spessore della parete (SDR).

Va tenuto presente che in alcuni casi l'uso di tubi con MRS 10 anziché tubi con MRS 8, in particolare tubi con MRS 6.3, consente di ridurre di una dimensione il diametro della tubazione. Pertanto, ai nostri giorni, l'uso del polietilene PE 80 (MRS 8) e PE 100 (MRS 10) invece del polietilene PE 63 (MRS 6.3) per la produzione di tubi consente non solo di ridurre lo spessore delle pareti dei tubi, il loro peso e consumo di materiale, ma anche per ridurre i costi energetici per il pompaggio del liquido (ceteris paribus).

Negli ultimi anni (dopo il 2013), i tubi in polietilene PE80 sono stati quasi completamente sostituiti dalla produzione da tubi in polietilene PE100. Ciò si spiega con il fatto che le materie prime da cui sono realizzati i tubi vengono fornite dall'estero con il marchio PE100.E anche il fatto che il polietilene di grado 100 ha più caratteristiche di resistenza, grazie alle quali vengono prodotti tubi con le stesse caratteristiche dei tubi in PE80, ma con una parete più sottile, aumentando così la portata delle tubazioni in polietilene.

Nomogramma per la determinazione delle perdite di carico in tubi di diametro 6, 100 mm.

Nomogramma per la determinazione delle perdite di carico in tubi di diametro 100, 1200 mm.

criterio di Reynolds

Questa dipendenza fu messa in evidenza dal fisico e ingegnere inglese Osborne Reynolds (1842-1912).

Il criterio che aiuta a rispondere alla domanda se sia necessario considerare la viscosità è il numero di Reynolds Re. È uguale al rapporto tra l'energia del movimento di un elemento di un fluido che scorre e il lavoro delle forze di attrito interne.

Si consideri un elemento fluido cubico con lunghezza del bordo n. L'energia cinetica di un elemento è:

Secondo la legge di Newton, la forza di attrito che agisce su un elemento fluido è definita come segue:

Il lavoro di questa forza quando si sposta un elemento fluido su una distanza n è

e il rapporto tra l'energia cinetica dell'elemento fluido e il lavoro della forza di attrito è

Riduciamo e otteniamo:

Re è chiamato il numero di Reynolds.

Pertanto, Re è una quantità adimensionale che caratterizza il ruolo relativo delle forze viscose.

Ad esempio, se le dimensioni del corpo con cui il liquido o il gas è a contatto sono molto piccole, anche con una bassa viscosità, Re sarà insignificante e le forze di attrito giocano un ruolo predominante. Al contrario, se le dimensioni del corpo e la velocità sono grandi, allora Re >> 1 e anche una viscosità elevata non avranno quasi alcun effetto sulla natura del movimento.

Tuttavia, numeri di Reynolds non sempre elevati significano che la viscosità non gioca alcun ruolo. Quindi, quando si raggiunge un valore molto grande (diverse decine o centinaia di migliaia) del numero Re, un flusso laminare liscio (dal latino lamina - "piatto") si trasforma in un flusso turbolento (dal latino turbulentus - "tempestoso" , “caotico”), accompagnato da movimenti caotici, instabili liquidi. Questo effetto può essere osservato se si apre gradualmente un rubinetto dell'acqua: un flusso sottile di solito scorre senza intoppi, ma con un aumento della velocità dell'acqua, la scorrevolezza del flusso è disturbata. In un getto che esce ad alta pressione, le particelle liquide si muovono in modo casuale, oscillando, tutto il movimento è accompagnato da una forte miscelazione.

L'aspetto della turbolenza aumenta notevolmente la resistenza. In una tubazione, la velocità del flusso turbolento è inferiore alla velocità del flusso laminare alle stesse cadute di pressione. Ma la turbolenza non è sempre negativa. A causa del fatto che la miscelazione durante la turbolenza è molto significativa, il trasferimento di calore - raffreddamento o riscaldamento degli aggregati - avviene in modo molto più intenso; la diffusione delle reazioni chimiche è più rapida.

Equazione del moto stazionario di Bernoulli

Una delle equazioni più importanti dell'idromeccanica fu ottenuta nel 1738 dallo scienziato svizzero Daniel Bernoulli (1700-1782). Riuscì dapprima a descrivere il moto di un fluido ideale, espresso nella formula di Bernoulli.

Un fluido ideale è un fluido in cui non ci sono forze di attrito tra gli elementi di un fluido ideale, così come tra il fluido ideale e le pareti del recipiente.

L'equazione del moto stazionario che porta il suo nome è:

dove P è la pressione del liquido, ρ è la sua densità, v è la velocità di movimento, g è l'accelerazione di caduta libera, h è l'altezza alla quale si trova l'elemento del liquido.

Il significato dell'equazione di Bernoulli è che all'interno di un sistema pieno di liquido (sezione di tubazioni) l'energia totale di ogni punto è sempre invariata.

L'equazione di Bernoulli ha tre termini:

• ρ⋅v2/2 - pressione dinamica - energia cinetica per unità di volume del fluido di azionamento;
• ρ⋅g⋅h - pressione ponderale - energia potenziale per unità di volume di liquido;
• P - pressione statica, nella sua origine è il lavoro delle forze di pressione e non rappresenta una riserva di alcun tipo speciale di energia ("energia di pressione").

Questa equazione spiega perché in sezioni strette del tubo la velocità del flusso aumenta e la pressione sulle pareti del tubo diminuisce. La pressione massima nei tubi è impostata esattamente nel punto in cui il tubo ha la sezione trasversale maggiore. Le parti strette del tubo sono sicure a questo proposito, ma la pressione al loro interno può diminuire così tanto che il liquido bolle, il che può portare alla cavitazione e alla distruzione del materiale del tubo.

Equazione di Navier-Stokes per liquidi viscosi

In una formulazione più rigorosa, la dipendenza lineare dell'attrito viscoso dalla variazione della velocità del fluido è chiamata equazione di Navier-Stokes. Tiene conto della comprimibilità di liquidi e gas e, a differenza della legge di Newton, vale non solo vicino alla superficie di un corpo solido, ma anche in ogni punto del liquido (vicino alla superficie di un corpo solido nel caso di un corpo incomprimibile liquido, l'equazione di Navier-Stokes e la legge di Newton coincidono).

Tutti i gas per i quali è soddisfatta la condizione di un mezzo continuo obbediscono anche all'equazione di Navier-Stokes, cioè sono fluidi newtoniani.

La viscosità di liquidi e gas è solitamente significativa a velocità relativamente basse, quindi a volte si dice che l'idrodinamica di Eulero sia un caso speciale (limitante) di alte velocità dell'idrodinamica di Navier-Stokes.

A basse velocità, secondo la legge di Newton dell'attrito viscoso, la forza di resistenza del corpo è proporzionale alla velocità. Alle alte velocità, quando la viscosità cessa di svolgere un ruolo significativo, la resistenza del corpo è proporzionale al quadrato della velocità (che fu scoperta e motivata per la prima volta da Newton).

Sequenza di calcolo idraulico

1.
Viene selezionata la tiratura principale
sistema di riscaldamento ad anello (most
situato in modo svantaggioso nell'impianto idraulico
relazione). In due tubi senza uscita
sistemi è un anello di passaggio
strumento inferiore del più remoto e
montante caricato, in monotubo -
attraverso il più remoto e caricato
riser.

Ad esempio,
in impianto di riscaldamento a due tubi con
circolazione principale cablaggio superiore
l'anello passerà dal punto di calore
attraverso il montante principale, la linea di alimentazione,
tramite il montante più remoto, riscaldamento
apparecchio al piano di sotto, linea di ritorno
al punto di riscaldamento.

V
sistemi con relativo movimento dell'acqua in
l'anello è preso come principale,
passando per la maggior parte nel mezzo
supporto carico.

2.
L'anello di circolazione principale si rompe
in trame (la trama è caratterizzata
flusso d'acqua costante e lo stesso
diametro). Il diagramma mostra
numeri di sezione, loro lunghezze e termiche
carichi. Carico termico principale
trame è determinato dalla somma
carichi termici da questi serviti
trame. Per selezionare il diametro del tubo
vengono utilizzate due quantità:

un)
dato flusso d'acqua;

B)
perdite di carico specifiche approssimative
per attrito nella circolazione di progetto
squillare R_mer.

Per
calcolo R_cp
bisogno di conoscere la lunghezza del principale
anello di circolazione e calcolato
pressione di circolazione.

3.
La circolazione calcolata
pressione della formula

,
(5.1)

dove
—
pressione creata dalla pompa, Pa.
Pratica di progettazione del sistema
il riscaldamento lo ha mostrato di più
si consiglia di prendere la pressione della pompa,
pari

,
(5.2)

dove

—
la somma delle lunghezze dei tratti della circolazione principale
anelli;

—
pressione naturale che si verifica quando
raffreddamento ad acqua negli elettrodomestici, Pa, possibile
determinare come

,
(5.3)

dove
—
distanza dal centro della pompa (ascensore)
al centro del dispositivo del piano inferiore, m.

Senso
coefficiente possibile
determinare dalla tabella 5.1.

tavolo
5.1 - Significato c
a seconda della temperatura di progetto
acqua nell'impianto di riscaldamento

(),C	, kg/(m3K)
85-65	0,6
95-70	0,64
105-70	0,66
115-70	0,68

—
pressione naturale all'interno
come risultato del raffreddamento dell'acqua nelle tubazioni
.

V
sistemi di pompaggio con cablaggio inferiore
grandezza
può essere trascurato.

1. Sono determinati
   perdita di pressione specifica per attrito

,
(5.4)

dove
k=0,65 determina la proporzione delle perdite di carico
per attrito.

5.
La portata d'acqua nella zona è determinata da
formula

(5.5)

dove
Q
- carico termico sul sito, W:

(T_G
- T_o)
- differenza di temperatura del liquido di raffreddamento.

6.
Per grandezza
esono selezionate le dimensioni standard dei tubi
.

6.
Per diametri di tubazioni selezionati
e viene determinato il consumo di acqua stimato
velocità del liquido di raffreddamento v
e lo specifico reale
perdita di pressione per attrito R_F.

A
selezione di diametri in aree con piccole
le portate del liquido di raffreddamento possono essere
grandi discrepanze tra
e.
perdite sottovalutatesul
queste aree sono compensate da una sovrastima
le quantitàin altre aree.

7.
Vengono determinate le perdite di carico per attrito
sull'area calcolata, Pa:

.
(5.6)

risultati
i calcoli sono inseriti nella tabella 5.2.

8.
Perdite di carico in locale
resistenze utilizzando la formula:

,
(5.7)

dove
- la somma dei coefficienti di resistenza locali
nella zona di insediamento.

Senso ξ
ad ogni sito sono riassunti nella tabella. 5.3.

Tabella 5.3 -
Coefficienti di resistenza locali

No. p / p	Nomi sezioni e resistenze locali	I valori coefficienti di resistenza locali	Appunti

9.
Determinare la perdita di pressione totale
in ogni zona

.
(5.8)

10. Determina
perdita di pressione totale per attrito e
nelle resistenze locali in generale
anello di circolazione

.
(5.9)

11. Confronta Δр
Con Δр_R.
Perdita di pressione totale sull'anello
deve essere inferiore a Δр_R
sul

.
(5.10)

scorta di usa e getta
la pressione è necessaria per non contabilizzati
calcolo della resistenza idraulica.

Se le condizioni non lo sono
vengono eseguiti, è necessario su alcuni
sezioni dell'anello per modificare i diametri dei tubi.

12. Dopo il calcolo
anello di circolazione principale
fare il collegamento degli anelli rimanenti. V
ogni nuovo anello conta solo
ulteriori aree non comuni,
collegati in parallelo con sezioni
anello principale.

Discrepanza di perdita
pressioni sul collegamento in parallelo
trame consentito fino al 15% con un vicolo cieco
il movimento dell'acqua e fino al 5% - con il passaggio.

tavolo
5.2 - Risultati del calcolo idraulico
per impianto di riscaldamento

Sul diagramma delle tubazioni

Di calcolo preliminare

Di sistemazione finale

Numero luogo

termico caricare Q, mar

Consumo liquido di raffreddamento G, kg/ora

Lunghezza luogo l, m

Diametro D, mm

Velocità v, SM

Specifico perdita di pressione per attrito R, Pa/m

Perdite pressione di attrito Δрtr, papà

Somma coefficienti di resistenza locali ∑ξ

Perdite pressione nelle resistenze locali Z

D, mm

v, SM

R, Pa/m

Δрtr, papà

∑ξ

Z, papà

Rl+Z, papà

Lezione 6

Variazione della temperatura del gas lungo la lunghezza del gasdotto

Nel flusso di gas stazionario, la massa
la portata nel gasdotto è

. (2.41)

Infatti, il movimento del gas nel gasdotto
è sempre non isotermico. V
Durante la compressione, il gas si riscalda.
Anche dopo il suo raffreddamento al COP, la temperatura
gas che entra nel gasdotto
è di circa 2040С,
che è molto più alta della temperatura
ambiente (T).
In pratica, la temperatura del gas diventa
vicino alla temperatura ambiente
solo per gasdotti di piccolo diametro
(Di0.
Inoltre, va tenuto conto di ciò
gasdotto
è un vero gas, che è inerente
l'effetto Joule-Thompson, che tiene conto
assorbimento di calore durante l'espansione del gas.

Quando la temperatura cambia lungo la lunghezza
viene descritto il movimento del gas del gasdotto
sistema di equazioni:

energia specifica,

continuità,

stati,

bilancio termico.

Consideriamo in prima approssimazione l'equazione
bilancio termico senza tener conto dell'effetto
Joule Thompson. Integrazione dell'equazione
bilancio termico

,

noi abbiamo

, (2.42)

dove;

K_SR- media sul sito pieno
coefficiente di scambio termico da gas a
ambiente;

G è la portata massica del gas;

C_P–
capacità termica isobarica media del gas.

un valore_TL è detto criterio adimensionale
Shuchov

(2.43)

Quindi la temperatura del gas alla fine
sarà il gasdotto

. (2.44)

A distanza x dall'inizio
viene determinata la temperatura del gas del gasdotto
secondo la formula

. (2.45)

Variazione di temperatura lungo la lunghezza del gasdotto
è esponenziale (fig.
2.6).

Tenere conto
effetto della variazione di temperatura del gas
prestazioni della conduttura.

Moltiplicando entrambi i membri dell'equazione specifica
energia su 2 ed esprimendo,
noi abbiamo

. (2.46)

Esprimiamo la densità del gas sul lato sinistro
espressioni (2.46) dall'equazione di stato
,
prodottowdall'equazione di continuità,dx dalla termica
bilancia.

Con questo in mente, l'equazione specifica
l'energia prende forma

(2.47)

o

. (2.48)

Denotando
e integrando il lato sinistro dell'equazione
(2.48) da P_hdoP_A, e a destra da T_hpunto_A, noi abbiamo

. (2.49)

Sostituendo

, (2.50)

noi abbiamo

. (2.51)

Dopo l'integrazione nel specificato
limiti, otteniamo

. (2.52)

Tenendo conto (2.42)

o

, (2.53)

doveè un fattore di correzione che tiene conto
variazione di temperatura lungo la lunghezza del gasdotto
(non isotermia del flusso di gas).

Tenendo conto della (2.53), la dipendenza per la determinazione
la portata massica del gas assumerà la forma

. (2.54)

Valore _hsempre maggiore di uno, quindi
portata massica del gas durante il cambio
temperatura lungo la lunghezza del gasdotto
(regime di flusso non isotermico) sempre
meno che in modalità isotermica
(T=idem). Prodotto T_hè chiamato integrale medio
temperatura del gas in condotta.

Con i valori del numero Shukhov Shu4
flusso di gas nel gasdotto
considera quasi isotermico
a T=idem. Una tale temperatura
la modalità è possibile quando si pompa il gas con
bassi costi del gasdotto
diametro piccolo (meno di 500 mm) a significativo
distanza.

Effetto della variazione della temperatura del gas
si manifesta per i valori del numero di Shukhov
Shu

A
pompaggio del gas la presenza di una valvola a farfalla
effetto porta ad un più profondo
raffreddamento a gas rispetto al solo scambio termico
con terra. In questo caso la temperatura
il gas può anche scendere al di sotto
temperatura T (fig.
2.7).

Riso. 2.7. Influenza dell'effetto Joule-Thompson
sulla distribuzione della temperatura del gas
lunghezza della condotta

1 - senza tener conto di Di; 2 - con
tenendo conto di

Quindi, tenendo conto del coefficiente di Joule-Thompson
legge della variazione di temperatura lungo la lunghezza
prende la forma

, (2.55)

5 Perdite idrauliche

Differenza
pressione dell'olio in due sezioni di una
e la stessa pipeline, a condizione che
il primo si trova a monte, e
il secondo - sotto, è determinato equazione
Bernoulli

,

dove
h₂
- h₁
- la differenza delle altezze dei baricentro
sezioni da una scelta arbitraria
livello orizzontale;

v₁,
v₂
– velocità medie dell'olio in sezioni;

g - accelerazione della forza
gravità;

-somma
perdite idrauliche durante il movimento
oli dalla prima sezione alla seconda.

L'equazione
Bernoulli in pieno utilizzo
per il calcolo delle linee di aspirazione delle pompe;
negli altri casi, il primo termine,
solitamente trascurato e considerato:

idraulico
le perdite sono generalmente divise in locali
perdite e perdite per attrito lungo la lunghezza
condotte (lineare).

1.5.1
perdite locali
le energie sono dovute al locale
resistenza idraulica,
provocando una distorsione del flusso. Locale
le resistenze sono: costrizioni,
ampliamento, arrotondamento delle condotte,
filtri, apparecchiature di controllo e
regolazione, ecc. Quando scorre
liquidi attraverso resistenze locali
la sua velocità cambia e di solito ci sono
grandi vortici.

Perdite
pressione da resistenze locali
determinato dalla formula Weisbach:

MPa
(o
Papà),

dove
 (xi) – coefficiente di resistenza o
perdita,

v
è la velocità media del flusso sulla sezione trasversale
in un tubo dietro resistenza locale, m/s;

,
N/m3;
g=9,81 m/s2.

Ogni
è caratterizzata la resistenza locale
dal suo valore del coefficiente
.
Con flusso turbolento, i valorideterminato principalmente dalla forma del locale
resistenza e cambia molto poco
con una modifica delle dimensioni della sezione, velocità
flusso e viscosità del fluido. Così
supponiamo che non dipendano dal numero
Reynolds Re.

I valori
,
ad esempio, per tee con lo stesso
i diametri dei canali sono considerati uguali,
Se:

flussi
sommare, divergere; flusso
passaggio;

=0,5-0,6

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

=0,7

=0,9-1,2=2

in
curva del tubo

= 1,5-2, ecc.

I valori
per specifiche resistenze incontrate
nei sistemi idraulici delle apparecchiature, prelevati da
letteratura di riferimento.

A
flusso laminare (Rif

Perdite
pressione da resistenze locali a
il flusso laminare è determinato da
formula:

MPa

dove

_l
= ae fattore di correzione laminare

Le quantità
perdita di pressione nella norma
dispositivi idraulici per
portata nominale di solito
elencati nelle loro specifiche tecniche.

1.5.2
Perdita
attrito di lunghezza
è la perdita di energia che si verifica
in tubi rettilinei di sezione costante,
quelli. con flusso di fluido uniforme,
e aumentare in proporzione alla lunghezza
tubi. Queste perdite sono dovute a interni
attrito in un liquido, e quindi hanno
posizionare in tubi sia grezzi che lisci.

Perdite
pressione di attrito della tubazione
è determinato dalla formula Darcy:

MPa

dove
è il coefficiente di attrito nella condotta;

l
e d
- lunghezza e diametro interno della condotta,
mm.

Questo
la formula è applicabile sia per laminare,
così come nel flusso turbolento; differenza
consiste solo nei valori del coefficiente

.

A
flusso laminare (Rif

A
coefficiente di attrito del flusso turbolento
non è solo una funzione di Re, ma
dipende anche dalla ruvidità dell'interno
superficie del tubo. Per idraulicamente
liscio tubi,
quelli. con una ruvidità che
praticamente non ne pregiudica la resistenza,
coefficiente di attrito turbolento
la modalità può essere determinata dalla formula PC.
Konakova:

tubo
è considerato idraulicamente liscio se
(d/k)>(Ri/20),
dove k è la rugosità equivalente,
mm. Ad esempio, per il nuovo acciaio senza saldatura
tubi k≈0,03
mm, e dopo diversi anni di funzionamento
k≈0,2
mm, per tubi senza saldatura nuovi in
metalli non ferrosi k≈0,005
mm. Questi tubi sono spesso utilizzati in
sistemi idraulici di macchine utensili.

Coefficiente
l'attrito nel regime turbolento può essere
determinare per formula Altshulya,
essendo universale (vale a dire applicabile
comunque):

2. Caratteristiche di flusso del modulo di flusso della condotta

Ricordiamo
formula di perdita lineare - formula di Darcy
- Weisbach:
.

Esprimere
in questa formula, la velocità V
attraverso il flusso Q
dal rapporto
:

.
(6.1)

Per
tubazione di un certo diametro
complesso di quantità
nell'espressione (6.1) può essere considerata come la quantità
costante (1/K2),
ad eccezione del coefficiente idraulico
attrito λ. Basato sul concetto
velocità economica media V_se
mostriamo che il coefficiente indicato λ
può essere attribuito a questo complesso, perché v
In questo caso, lo sarà il numero di Reynolds
hanno un significato preciso:
,
e sul grafico di Nikuradze, il coefficiente λ in
questo caso avrà uno specifico
senso.

Giustificare
legittimità dell'introduzione del concetto
velocità economica media come segue
ragionamento.

idraulico
sistema, come l'impianto idraulico,
puoi saltare una certa spesa
realizzati con tubi di diverso diametro. A
Allo stesso tempo, con un aumento del diametro d,
quindi, una diminuzione della velocità V
le spese in conto capitale aumenteranno, e
i costi operativi lo faranno
diminuzione a causa di una diminuzione dell'idraulica
perdite. La velocità alla quale il totale
i costi saranno minimi
sarà chiamata la media economica
velocità V_se
= 0,8 ... 1,3 m / s (Fig. 6.1).

fig.6.1

Poi
la formula della perdita lineare (6.1) assume la forma

,
(6.2)

dove
K - caratteristica di flusso della condotta
(modulo di flusso), a seconda del materiale
tubazione, diametro e flusso. è preso
dai tavoli.