כיצד לחשב לחץ בצינור

1. לחץ הידרוסטטי

לחץ הידרוסטטי הוא
כוח לחיצה פנימי עקב
על ידי פעולת כוחות חיצוניים המופעלים עליהם
נקודה נתונה בנוזל. לחץ כזה
בכל הכיוונים זהה ותלוי
על מיקומה של נקודה בנוזל במנוחה.

מימד לחץ הידרוסטטי
במערכת MKGSS - kg / cm2 או t / m2,
במערכת SI - N/m2.

יחסי יחידות בסיסיים
לַחַץ:

	ק"ג/ס"מ2	N/m2
אווירה טכנית	1	98066,5
מילימטר של עמוד מים	0,0001	9,80665
מילימטר כספית	0,00136	133,32

בחישובים מעשיים, 1 טכני
אווירה \u003d 1 ק"ג / cm2 \u003d 10 מ' של מים. אומנות. =
735 מ"מ כספית אומנות. = 98070 N/m2.

לנוזל בלתי דחוס כלומר
באיזון בכוח
כוח הכבידה, הידרוסטטי מלא
לחץ נקודתי:

p=p+
ח,

כאשר p הוא הלחץ על החופשי
משטח נוזלי;

h הוא המשקל (כוח המשיכה) של עמוד הנוזל
גובה h עם שטח

חתך שווה לאחד;

h - עומק טבילה
נקודות;

הוא המשקל הסגולי של הנוזל.

עבור חלק מהנוזלים, הערכים
משקל סגולי המשמש לפתרון
המשימות ניתנות בנספח (כרטיסייה.
P-3).

הערך של לחץ עודף מעל
אטמוספרי (עמ'_א)
נקרא מנומטרי, או
לחץ יתר:

אם הלחץ על המשטח החופשי
שווה לאטמוספירה, ואז עודף
לחץ ע_M=
ח.

לחץ תת אטמוספרי
הכמות נקראת ואקום:

ר_{מְשׁוּגָע}= p_א- ר.

הפתרון לרוב הבעיות של זה
הסעיף קשור לשימוש
המשוואה הבסיסית של הידרוסטטיקה

כאשר z היא הקואורדינטה או
סימן נקודה.

1. מידע כללי על חישוב הידראולי של צינורות

בעת חישוב
צינורות שנבחנים
לחץ יציב ואחיד
תנועה של כל נוזל
משטר סוער, בצורת גליל עגול
צינורות. נוזל בצינורות לחץ
נמצא בלחץ ו
החתכים שלהם לגמרי
מְמוּלָא. תנועת הנוזל לאורך
צינור מתרחש כתוצאה מכך
העובדה שהלחץ בתחילתו גדול מ
בסוף.

הידראולי
החישוב נעשה על מנת לקבוע
קוטר צינור ד
עם ידוע
אורך כדי להבטיח דילוג
קצב זרימה מסוים ש
או מקימה
בקוטר ובאורך נתון של הנדרש
לחץ וזרימת נוזלים. צינורות
תלוי באורך ובתבנית שלהם
מיקומים מחולקים לפשוטים
ומורכבים. לצינורות פשוטים
כולל צינורות שאין להם
ענפים לאורך, עם קבוע
אותה הוצאה.

צינורות
מורכבים מצינורות באותו קוטר
לכל האורך או מקטעים של צינורות שונים
קטרים ​​ואורכים. מקרה אחרון
מתייחס לחיבור טורי.

צינורות פשוטים
תלוי באורך עם מגרש של מקומי
התנגדויות מחולקות לקצרים ו
ארוך. קצר
צינורות
הם
צינורות באורך קצר מספיק,
שבו התנגדות מקומית
מהווים יותר מ-10% מהידראולית
אובדן אורך. לדוגמה, הם כוללים:
צינורות סיפון, יניקה
צינורות של משאבות שבשבת, סיפונים (לחץ
צינורות מים מתחת לסוללת הכביש),
צינורות בתוך מבנים ומבנים
וכו '

ארוך
צינורות
שקוראים לו
צינורות גדולים יחסית
אורכים שבהם אובדן הראש לאורך
עולים משמעותית במספר המקומיים
אֲבֵדוֹת. הפסדים מקומיים הם
פחות מ 510%
הפסדים לאורך הצינור, ולכן
ניתן להזניח אותם או להציג אותם
חישובים הידראוליים הולכים וגדלים
מקדם שווה ל-1.051,1.
צינורות ארוכים נכנסים למערכת
רשתות אספקת מים, צינורות שאיבה
תחנות, צינורות וצינורות
מפעלי תעשייה ו
מטרה חקלאית ו
וכו '

צינורות מורכבים
יש ענפים שונים לאורך,
הָהֵן. צינור מורכב מרשת של צינורות
קטרים ​​ואורכים מסוימים. מורכב
צינורות מחולקים ל
מקביל, ללא מוצא (מסועף),
צינורות טבעת (סגורים),
הכלולים ברשת אספקת המים.

הידראולי
חישוב צינור מופחת כמו
בדרך כלל כדי לפתור שלוש בעיות עיקריות:

• הַגדָרָה
  זרימת צינור ש,
  אם ידוע
  לַחַץ ח,
  אורך ל
  וקוטר ד
  צנרת,
  בהתחשב בזמינות של מקומיים מסוימים
  התנגדויות או בהיעדרן;

• הַגדָרָה
  לחץ נדרש ח,
  הכרחי כדי להבטיח מעבר
  זרימה ידועה ש
  לפי צינור
  ארוך ל
  וקוטר ד;

• הַגדָרָה
  קוטר צינור ד
  מתי
  ערכי ראש ידועים ח,
  הוֹצָאָה ש
  ואורך ל.

קצב זרימת הנוזל הוא

כאשר q > זרימת נוזל עיצוב, m3/s;

- שטח הקטע החי של הצינור, מ"ר.

מקדם התנגדות החיכוך λ נקבע בהתאם לתקנות מערכת הכללים SP 40-102-2000 "תכנון והתקנה של צינורות לאספקת מים וביוב העשויים מחומרים פולימריים. דרישות כלליות":

כאשר b הוא מספר דמיון כלשהו של משטרי זרימת נוזלים; עבור b > 2, b = 2 נלקח.

כאשר Re הוא מספר ריינולדס בפועל.

כאשר ν הוא מקדם הצמיגות הקינמטית של הנוזל, m²/s. בעת חישוב צינורות מים קרים, זה נלקח שווה ל 1.31 10-6 מ"ר / s - צמיגות המים בטמפרטורה של +10 מעלות צלזיוס;

Rekv > - מספר ריינולדס המתאים לתחילת האזור הריבועי של התנגדות הידראולית.

כאשר Ke הוא החספוס ההידראולי של חומר הצינור, m. עבור צינורות העשויים מחומרים פולימריים, נלקח Ke = 0.00002 מ' אם יצרן הצינור אינו נותן ערכי חספוס אחרים.

באותם מקרים של זרימה כאשר Re ≥ Rekv, הערך המחושב של הפרמטר b הופך להיות שווה ל-2, והנוסחה (4) מפושטת משמעותית, והופכת לנוסחת Prandtl הידועה:

ב-Ke = 0.00002 מ', אזור ההתנגדות הריבועי מתרחש בקצב זרימת מים (ν = 1.31 10-6 מ"ר לשנייה) השווה ל-32.75 מ"ר לשנייה, שהוא כמעט בלתי ניתן להשגה במערכות אספקת מים ציבוריות.

לחישובים יומיומיים מומלצים נומוגרמות ולחישובים מדויקים יותר - "טבלאות לחישובים הידראוליים של צינורות מחומרים פולימריים", כרך 1 "צינורות לחץ" (A.Ya. Dobromyslov, M., VNIIMP, 2004).

בחישוב לפי נומוגרמות, התוצאה מושגת על ידי שכבת-על אחת של הסרגל - יש לחבר את הנקודה עם ערך הקוטר המחושב בסולם dp עם הנקודה עם הערך של קצב הזרימה המחושב על ה-q (l / s) קנה מידה עם קו ישר, המשך קו ישר זה עד שהוא נחתך עם סולמות המהירות V וראש הפסדים ספציפיים 1000 i (מ"מ/מ). נקודות החיתוך של קו ישר עם סולמות אלו נותנות את הערך V ו-1000 i.

כידוע, עלות החשמל לשאיבת נוזל עומדת ביחס ישר לערך H (ceteris paribus). החלפת הביטוי (3) בנוסחה (2), קל לראות שהערך של i (וכתוצאה מכך, H) הוא ביחס הפוך לקוטר המחושב dp עד המעלה החמישית.

הראה לעיל כי ערך dp תלוי בעובי דופן הצינור e: ככל שהדופן דקה יותר, ה-dp גבוה יותר ובהתאם כך יורד אובדן הלחץ כתוצאה מחיכוך ועלות החשמל.

אם ערך MRS של הצינור משתנה מסיבה כלשהי, יש לחשב מחדש את קוטר ועובי הדופן שלו (SDR).

יש לקחת בחשבון שבמספר מקרים שימוש בצינורות עם MRS 10 במקום צינורות עם MRS 8, במיוחד צינורות עם MRS 6.3, מאפשר להקטין את קוטר הצינור בגודל אחד. לכן, בזמננו, השימוש בפוליאתילן PE 80 (MRS 8) ו-PE 100 (MRS 10) במקום פוליאתילן PE 63 (MRS 6.3) לייצור צינורות מאפשר לא רק להפחית את עובי הדופן של הצינורות, את משקלם. וצריכת חומרים, אך גם להפחתת עלויות האנרגיה לשאיבת נוזל (ceteris paribus).

בשנים האחרונות (אחרי 2013), צינורות העשויים מפוליאתילן PE80 הוחלפו כמעט לחלוטין מייצור בצינורות העשויים מפוליאתילן בדרגת PE100. זה מוסבר בעובדה שחומרי הגלם מהם עשויים הצינורות מסופקים מחו"ל עם המותג PE100.וגם על ידי העובדה שלפוליאתילן 100 כיתה יש יותר מאפייני חוזק, שבגללם צינורות מיוצרים עם אותם מאפיינים כמו צינורות עשויים PE80, אבל עם דופן דקה יותר, ובכך להגדיל את התפוקה של צינורות פוליאתילן.

נומוגרמה לקביעת הפסדי לחץ בצינורות בקוטר של 6,100 מ"מ.

נומוגרמה לקביעת הפסדי לחץ בצינורות בקטרים ​​של 100, 1200 מ"מ.

קריטריון ריינולדס

תלות זו הועלתה על ידי הפיזיקאי והמהנדס האנגלי אוסבורן ריינולדס (1842-1912).

הקריטריון שעוזר לענות על השאלה האם יש צורך להתחשב בצמיגות הוא מספר ריינולדס Re. זה שווה ליחס בין אנרגיית התנועה של אלמנט של נוזל זורם לעבודת כוחות החיכוך הפנימיים.

שקול אלמנט נוזל מעוקב עם אורך קצה n. האנרגיה הקינטית של יסוד היא:

על פי חוק ניוטון, כוח החיכוך הפועל על אלמנט נוזלי מוגדר כדלקמן:

העבודה של כוח זה בעת הזזת אלמנט נוזלי על פני מרחק n הוא

והיחס בין האנרגיה הקינטית של אלמנט הנוזל לעבודת כוח החיכוך הוא

אנו מצמצמים ומקבלים:

Re נקרא מספר ריינולדס.

לפיכך, Re היא כמות חסרת מימד המאפיינת את התפקיד היחסי של כוחות צמיגים.

לדוגמה, אם מימדי הגוף איתו הנוזל או הגז נמצאים במגע קטנים מאוד, אז גם עם צמיגות נמוכה, Re יהיה חסר משמעות וכוחות החיכוך משחקים תפקיד עיקרי. להיפך, אם מימדי הגוף והמהירות גדולים, הרי של Re >> 1 ואפילו צמיגות גדולה כמעט ולא תהיה השפעה על אופי התנועה.

עם זאת, לא תמיד מספרים גדולים של ריינולדס פירושם שהצמיגות אינה ממלאת שום תפקיד. לכן, כאשר מגיעים לערך גדול מאוד (כמה עשרות או מאות אלפים) של מספר Re, זרימה למינרית חלקה (מהלטינית lamina - "צלחת") הופכת לזרם סוער (מהלטינית turbulentus - "סוערת" , "כאוטי"), מלווה בתנועות כאוטיות, לא יציבות נוזלים. ניתן להבחין באפקט זה אם פותחים בהדרגה ברז מים: זרם דק זורם בדרך כלל בצורה חלקה, אך עם עלייה במהירות המים, חלקות הזרימה מופרעת. בסילון הזורם החוצה בלחץ גבוה, חלקיקי נוזל נעים באקראי, מתנודדים, כל תנועה מלווה בערבוב חזק.

הופעת המערבולת מגבירה מאוד את הגרר. בצינור, מהירות הזרימה הסוערת קטנה ממהירות הזרימה הלמינרית באותן ירידות לחץ. אבל סערה לא תמיד רעה. בשל העובדה שהערבוב בזמן מערבולות הוא משמעותי מאוד, העברת חום - קירור או חימום של אגרגטים - מתרחשת בצורה אינטנסיבית הרבה יותר; תגובות כימיות מתפשטות מהר יותר.

משוואת התנועה הנייחת של ברנולי

אחת המשוואות החשובות ביותר של הידרומכניקה הושגה בשנת 1738 על ידי המדען השוויצרי דניאל ברנולי (1700-1782). הוא הצליח לראשונה לתאר את תנועתו של נוזל אידיאלי, המתבטאת בנוסחת ברנולי.

נוזל אידיאלי הוא נוזל שאין בו כוחות חיכוך בין האלמנטים של נוזל אידיאלי, וכן בין הנוזל האידיאלי לדפנות הכלי.

משוואת התנועה הנייחת הנושאת את שמו היא:

כאשר P הוא הלחץ של הנוזל, ρ הוא צפיפותו, v היא מהירות התנועה, g היא האצת הנפילה החופשית, h הוא הגובה שבו נמצא יסוד הנוזל.

המשמעות של משוואת ברנולי היא שבתוך מערכת מלאה בנוזל (קטע צינור) האנרגיה הכוללת של כל נקודה תמיד משתנה.

למשוואת ברנולי יש שלושה איברים:

• ρ⋅v2/2 - לחץ דינמי - אנרגיה קינטית ליחידת נפח של נוזל המניע;
• ρ⋅g⋅h - לחץ משקל - אנרגיה פוטנציאלית של יחידת נפח של נוזל;
• P - לחץ סטטי, במקורו הוא עבודה של כוחות לחץ ואינו מייצג רזרבה של כל סוג מיוחד של אנרגיה ("אנרגיית לחץ").

משוואה זו מסבירה מדוע בקטעים צרים של הצינור מהירות הזרימה עולה והלחץ על דפנות הצינור יורד. הלחץ המרבי בצינורות נקבע בדיוק במקום בו הצינור בעל החתך הגדול ביותר. חלקים צרים של הצינור בטוחים בהקשר זה, אבל הלחץ בהם יכול לרדת עד כדי כך שהנוזל רותח, מה שעלול להוביל לקוויטציה ולהרס של חומר הצינור.

משוואת Navier-Stokes לנוזלים צמיגים

בניסוח קפדני יותר, התלות הליניארית של החיכוך הצמיג בשינוי במהירות הנוזל נקראת משוואת Navier-Stokes. הוא לוקח בחשבון את יכולת הדחיסה של נוזלים וגזים, ובניגוד לחוק ניוטון, הוא תקף לא רק ליד פני השטח של גוף מוצק, אלא גם בכל נקודה בנוזל (בסמוך לפני השטח של גוף מוצק במקרה של גוף בלתי דחוס. נוזל, משוואת Navier-Stokes וחוק ניוטון חופפים).

כל גזים שעבורם מתקיים מצבו של תווך רציף מצייתים גם למשוואת Navier-Stokes, כלומר. הם נוזלים ניוטונים.

הצמיגות של נוזלים וגזים היא בדרך כלל משמעותית במהירויות נמוכות יחסית, לכן לפעמים אומרים שהידרודינמיקה אוילר היא מקרה מיוחד (מגביל) של מהירויות גבוהות של הידרודינמיקה של Navier-Stokes.

במהירויות נמוכות, בהתאם לחוק החיכוך הצמיג של ניוטון, כוח הגרירה של הגוף הוא פרופורציונלי למהירות. במהירויות גבוהות, כאשר הצמיגות מפסיקה למלא תפקיד משמעותי, ההתנגדות של הגוף היא פרופורציונלית לריבוע המהירות (אשר התגלה לראשונה על ידי ניוטון).

רצף חישובים הידראוליים

1.
המחזור הראשי נבחר
מערכת חימום טבעת (רוב
ממוקם באופן לרעה בהידראולי
יַחַס). בשני צינור ללא מוצא
מערכות היא טבעת שעוברת דרכה
מכשיר תחתון של המרוחק ביותר ו
riser טעון, בצינור יחיד -
דרך המרוחק והטעון ביותר
עולה.

לדוגמה,
במערכת חימום דו צינורית עם
מחזור ראשי חיווט עליון
הטבעת תעבור מנקודת החום
דרך המעלה הראשי, קו האספקה,
דרך העלייה הנידחת ביותר, חימום
מכשיר בקומה התחתונה, קו החזרה
לנקודת החימום.

V
מערכות עם תנועת מים קשורה פנימה
הטבעת נלקחת בתור העיקרית,
עוברת באמצע הכי הרבה
מעמד טעון.

2.
טבעת המחזור הראשית נשברת
לתוך עלילות (העלילה מאופיינת
זרימת מים קבועה ואותו הדבר
קוֹטֶר). התרשים מראה
מספרי סעיפים, אורכם ותרמי
המון. עומס תרמי של ראשי
מגרשים נקבעים על ידי סיכום
עומסים תרמיים המוגשים על ידי אלה
עלילות. לבחירת קוטר הצינור
משתמשים בשתי כמויות:

א)
נתון זרימת מים;

ב)
אובדני לחץ ספציפיים משוערים
לחיכוך במחזור העיצוב
טַבַּעַת ר_{היינו עושים}.

ל
תַחשִׁיב ר_cp
צריך לדעת את אורך הראשי
טבעת מחזור ומחושבת
לחץ מחזור.

3.
התפוצה המחושבת
לחץ נוסחה

,
(5.1)

איפה
—
לחץ שנוצר על ידי המשאבה, Pa.
תרגול עיצוב מערכות
חימום הראה את זה הכי הרבה
רצוי לקחת את לחץ המשאבה,
שווה

,
(5.2)

איפה

—
סכום אורכי המקטעים של המחזור הראשי
טבעות;

—
לחץ טבעי המתרחש כאשר
קירור מים במכשירים, Pa, אפשרי
לקבוע כיצד

,
(5.3)

איפה
—
מרחק ממרכז המשאבה (מעלית)
למרכז המכשיר של הקומה התחתונה, מ.

מַשְׁמָעוּת
מְקַדֵם אפשרי
לקבוע מטבלה 5.1.

שולחן
5.1 - משמעות ג
בהתאם לטמפרטורת התכנון
מים במערכת החימום

(),ג	, ק"ג/(m3K)
85-65	0,6
95-70	0,64
105-70	0,66
115-70	0,68

—
לחץ טבעי פנימה
כתוצאה מקירור מים בצנרת
.

V
מערכות שאיבה עם חיווט תחתון
עוצמה
ניתן להזניח.

1. נחושים
   אובדן לחץ חיכוך ספציפי

,
(5.4)

איפה
k=0.65 קובע את שיעור הפסדי הלחץ
עבור חיכוך.

5.
זרימת המים באזור נקבעת על ידי
נוּסחָה

(5.5)

איפה
ש
- עומס חום באתר, W:

(ת_G
— ט_O)
- הפרש טמפרטורה של נוזל הקירור.

6.
לפי גודל
ונבחרים גדלי צינור סטנדרטיים
.

6.
עבור קוטרי צינור נבחרים
ונקבעת צריכת מים משוערת
מהירות נוזל קירור v
והספציפי בפועל
אובדן לחץ חיכוך ר_ו.

בְּ
מבחר קטרים ​​באזורים עם קטן
קצב זרימת נוזל הקירור יכול להיות
פערים גדולים ביניהם
ו.
הפסדים לא מוערכיםעל
אזורים אלו מפוצים בהערכת יתר
כמיותבתחומים אחרים.

7.
הפסדי לחץ החיכוך נקבעים
על השטח המחושב, Pa:

.
(5.6)

תוצאות
החישובים רשומים בטבלה 5.2.

8.
הפסדי לחץ במקום
התנגדויות באמצעות אחת מהנוסחה:

,
(5.7)

איפה
- סכום מקדמי ההתנגדות המקומיים
באזור ההתיישבות.

מַשְׁמָעוּת ξ
בכל אתר מסוכמים בטבלה. 5.3.

טבלה 5.3 -
מקדמי התנגדות מקומיים

מס' עמ' / עמ'	שמות קטעים והתנגדויות מקומיות	ערכים מקדמי התנגדות מקומיים	הערות

9.
קבע את אובדן הלחץ הכולל
בכל תחום

.
(5.8)

10. לקבוע
אובדן לחץ כולל עקב חיכוך ו
בהתנגדויות מקומיות בעיקר
טבעת מחזור

.
(5.9)

11. השוו Δp
עם Δp_ר.
אובדן לחץ מוחלט על פני הטבעת
חייב להיות פחות מ Δp_ר
על

.
(5.10)

מלאי חד פעמי
יש צורך בלחץ על unaccounted in
חישוב התנגדות הידראולית.

אם התנאים אינם
מבוצעים, זה הכרחי על חלק
חלקים של הטבעת כדי לשנות את קוטר הצינורות.

12. לאחר חישוב
טבעת מחזור הדם הראשית
לעשות את ההצמדה של הטבעות הנותרות. V
כל טבעת חדשה סופרת בלבד
אזורים לא שכיחים נוספים,
מחובר במקביל לקטעים
טבעת ראשית.

אי התאמה בהפסד
לחצים על מקביל מחובר
מגרשים מותר עד 15% עם מבוי סתום
תנועת המים ועד 5% - עם מעבר.

שולחן
5.2 - תוצאות חישוב הידראולי
עבור מערכת חימום

על דיאגרמת צנרת

על ידי חישוב ראשוני

על ידי הסדר סופי

מספר אֲתַר

תֶרמִי לִטעוֹן ש, יום שלישי

צְרִיכָה נוזל קירור G, ק"ג/שעה

אורך אֲתַר ל, M

קוֹטֶר ד, מ"מ

מְהִירוּת v, גברת

ספֵּצִיפִי אובדן לחץ חיכוך ר, Pa/m

אֲבֵדוֹת לחץ חיכוך Δptr, אבא

סְכוּם מקדמי התנגדות מקומיים ∑ξ

אֲבֵדוֹת לחץ בהתנגדויות מקומיות ז

ד, מ"מ

v, גברת

ר, Pa/m

Δptr, אבא

∑ξ

ז, אבא

Rl+ז, אבא

שיעור 6

שינוי בטמפרטורת הגז לאורך צינור הגז

בזרימת גז נייחת, המסה
קצב הזרימה בצינור הגז הוא

. (2.41)

למעשה, תנועת הגז בצינור הגז
הוא תמיד לא איזותרמי. V
במהלך הדחיסה, הגז מתחמם.
גם לאחר הקירור שלו ב-COP, הטמפרטורה
גז שנכנס לצינור
הוא בערך 2040С,
שהוא הרבה יותר גבוה מהטמפרטורה
סביבה (T).
בפועל, הטמפרטורה של הגז הופכת
קרוב לטמפרטורת הסביבה
רק עבור צינורות גז בקוטר קטן
(Dy0.
יתרה מכך, יש לקחת זאת בחשבון
גז בצינור
הוא גז אמיתי, שהוא אינהרנטי
אפקט ג'ול-תומפסון, שלוקח בחשבון
ספיגת חום במהלך התפשטות הגז.

כאשר הטמפרטורה משתנה לאורך
מתוארת תנועת גז בצינור גז
מערכת משוואות:

אנרגיה ספציפית,

הֶמשֵׁכִיוּת,

מדינות,

איזון חום.

שקול בקירוב הראשון את המשוואה
מאזן חום מבלי לקחת בחשבון את ההשפעה
ג'ול תומפסון. שילוב המשוואה
איזון חום

,

אנחנו מקבלים

, (2.42)

איפה;

ק_SR- ממוצע באתר מלא
מקדם העברת חום מגז אל
סביבה;

G הוא קצב זרימת המסה של גז;

ג_פ–
קיבולת חום איזוברית ממוצעת של הגז.

ערך_טL נקרא הקריטריון חסר הממדים
שוכוב

(2.43)

אז טמפרטורת הגז בסוף
צינור הגז יהיה

. (2.44)

במרחק x מההתחלה
טמפרטורת הגז של צינור הגז נקבעת
לפי הנוסחה

. (2.45)

שינוי בטמפרטורה לאורך צינור הגז
הוא אקספוננציאלי (איור.
2.6).

לשקול
השפעת שינוי טמפרטורת הגז על
ביצועי צינור.

הכפלת שני הצדדים של המשוואה הספציפית
אנרגיה על 2 ומבטאת,
אנחנו מקבלים

. (2.46)

אנו מבטאים את צפיפות הגז בצד שמאל
ביטויים (2.46) ממשוואת המדינה
,
תוצרממשוואת ההמשכיות,dx מהתרמית
איזון.

עם זה בחשבון, המשוואה הספציפית
אנרגיה לובשת את הצורה

(2.47)

אוֹ

. (2.48)

מציין
ושילוב הצד השמאלי של המשוואה
(2.48) מ-P_חdoP_ל, ומימין מ-T_חנְקוּדָה_ל, אנחנו מקבלים

. (2.49)

על ידי החלפה

, (2.50)

יש לנו

. (2.51)

לאחר שילוב במפורט
גבולות, אנחנו מקבלים

. (2.52)

תוך התחשבות (2.42)

אוֹ

, (2.53)

איפההוא גורם תיקון שלוקח בחשבון
שינוי טמפרטורה לאורך צינור הגז
(אי-איזותרמיות של זרימת הגז).

בהתחשב (2.53), התלות לקביעה
קצב זרימת הגז של הגז יקבל את הצורה

. (2.54)

ערך _חתמיד גדול מאחד, אז
קצב זרימת מסה של גז בעת החלפה
טמפרטורה לאורך צינור הגז
(משטר זרימה לא איזותרמית) תמיד
פחות מאשר במצב איזותרמי
(T=idem). מוצר T_חנקרא האינטגרל הממוצע
טמפרטורת הגז בצנרת.

עם הערכים של מספר שוכוב Shu4
זרימת גז בצנרת
לשקול כמעט איזותרמית
ב-T=idem. טמפרטורה כזו
מצב אפשרי בעת שאיבת גז עם
עלויות נמוכות של צינור גז
קוטר קטן (פחות מ-500 מ"מ) עד משמעותי
מֶרְחָק.

השפעת שינוי טמפרטורת הגז
מתבטא בערכי מספר שוכוב
שו

בְּ
שאיבת גז נוכחות של מצערת
השפעה מובילה לעומק יותר
קירור גז מאשר רק עם חילופי חום
עם אדמה. במקרה זה הטמפרטורה
הגז יכול אפילו לרדת למטה
טמפרטורה T (איור.
2.7).

אורז. 2.7. השפעת אפקט ג'ול-תומפסון
על חלוקת טמפרטורת הגז מעל
אורך צינור

1 - מבלי לקחת בחשבון די; 2 - עם
תוך התחשבות בדי

לאחר מכן, תוך התחשבות במקדם ג'ול-תומפסון
חוק שינוי הטמפרטורה לאורך
לוקח את הצורה

, (2.55)

5 הפסדים הידראוליים

הֶבדֵל
לחץ שמן בשני חלקים של אחד
ואותו צינור, בתנאי ש
הראשון ממוקם במעלה הזרם, ו
השני - למטה, נקבע משוואה
ברנולי

,

איפה
ח₂
– ח₁
- ההבדל בגבהים של מרכזי הכובד
מקטעים שנבחרו באופן שרירותי
רמה אופקית;

v₁,
v₂
- מהירויות ממוצעות של שמן בקטעים;

g - האצת כוח
כוח משיכה;

-סְכוּם
הפסדים הידראוליים במהלך התנועה
שמנים מהחלק הראשון לשני.

המשוואה
ברנולי בשימוש מלא
לחישוב קווי יניקה של משאבות;
במקרים אחרים, הקדנציה הראשונה,
בדרך כלל מוזנח ונחשב:

הידראולי
הפסדים בדרך כלל מחולקים למקומיים
הפסדים והפסדי חיכוך לאורך
צינורות (לינארים).

1.5.1
הפסדים מקומיים
אנרגיות נובעות ממקומיות
התנגדות הידראולית,
גורם לעיוות זרימה. מְקוֹמִי
ההתנגדויות הן: התכווצויות,
הרחבה, עיגול של צינורות,
מסננים, ציוד בקרה ו
ויסות וכו' בעת זרימה
נוזלים דרך התנגדויות מקומיות
המהירות שלו משתנה ובדרך כלל יש
מערבולות גדולות.

אֲבֵדוֹת
לחץ מהתנגדויות מקומיות
נקבע לפי הנוסחה ויסבך:

MPa
(אוֹ
אבא),

איפה
 (xi) – מקדם גרירה או
הֶפסֵד,

v
הוא מהירות הזרימה הממוצעת על פני החתך
בצינור מאחורי התנגדות מקומית, m/s;

,
N/m3;
g=9.81 m/s2.

כל אחד
התנגדות מקומית מאופיינת
לפי ערך המקדם שלו
.
עם זרימה סוערת, הערכיםנקבע בעיקר על ידי הצורה המקומית
התנגדות ושינוי מעט מאוד
עם שינוי בגודל הקטע, מהירות
זרימת נוזל וצמיגות. לכן
נניח שהם לא תלויים במספר
ריינולדס רי.

ערכים
,
לדוגמה, עבור tees עם אותו
קוטרי תעלה נלקחים שווים,
אם:

זרמים
להוסיף, להתפצל; זְרִימָה
חוֹלֵף;

=0,5-0,6

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

=0,7

=0,9-1,2=2

בְּ-
עיקול צינור

= 1.5-2 וכו'.

ערכים
עבור התנגדויות ספציפיות שנתקל בהן
במערכות הידראוליות של ציוד, שנלקחו מ
ספרות עיון.

בְּ
זרימה למינרית (Re

אֲבֵדוֹת
לחץ מהתנגדויות מקומיות ב
זרימה למינרית נקבעת על ידי
נוּסחָה:

MPa

איפה

_ל
= aומקדם תיקון למינרי

כמיות
אובדן לחץ בתקן
מכשירים הידראוליים עבור
קצב זרימה נומינלי בדרך כלל
המפורטים במפרט הטכני שלהם.

1.5.2
הפסד על
חיכוך באורך
הוא אובדן האנרגיה המתרחש
בצינורות ישרים של חתך רוחב קבוע,
הָהֵן. עם זרימת נוזל אחידה,
ולהגדיל ביחס לאורך
צינורות. הפסדים אלה נובעים מפנימיות
חיכוך בנוזל, ולכן יש
מניחים בצינורות מחוספסים וחלקים כאחד.

אֲבֵדוֹת
לחץ חיכוך בצנרת
נקבע על ידי הנוסחה דארסי:

MPa

איפה
הוא מקדם החיכוך בצנרת;

ל
ו-ד
- אורך וקוטר פנימי של הצינור,
מ"מ.

זֶה
הנוסחה ישימה גם עבור למינרי,
כמו גם בזרימה סוערת; הֶבדֵל
מורכב רק בערכי המקדם

.

בְּ
זרימה למינרית (Re

בְּ
מקדם חיכוך זרימה סוערת
היא לא רק פונקציה של Re, אלא
תלוי גם בחספוס הפנימי
משטח צינור. ל הידראולית
חלק צינורות,
הָהֵן. עם חספוס ש
למעשה אינו משפיע על ההתנגדות שלו,
מקדם חיכוך סוער
מצב יכול להיקבע על ידי הנוסחה מחשב.
קונאקובה:

צינור
נחשב חלק הידראולי אם
(d/k)>(Re/20),
כאשר k הוא החספוס המקביל,
מ"מ. לדוגמה, עבור פלדה חדשה ללא תפרים
צינורות k≈0.03
מ"מ, ולאחר מספר שנות פעילות
k≈0.2
מ"מ, לצינורות חדשים ללא תפרים עשויים
מתכות לא ברזליות k≈0.005
מ"מ. צינורות אלה משמשים לעתים קרובות ב
מערכות הידראוליות של כלי מכונות.

מְקַדֵם
חיכוך במשטר הסוער יכול להיות
לקבוע לפי נוסחה אלטשוליה,
להיות אוניברסלי (כלומר ישים
בכל מקרה):

2. מאפייני זרימה של מודול זרימת הצינור

בוא נזכור
נוסחת הפסד ליניארי - נוסחת דארסי
- ויסבך:
.

אֶקְסְפּרֶס
בנוסחה זו, המהירות V
דרך זרימה Q
מהיחס
:

.
(6.1)

ל
צינור בקוטר מסוים
קומפלקס של כמויות
בביטוי (6.1) ניתן להתייחס לכמות
קבוע (1/K2),
למעט המקדם ההידראולי
חיכוך λ. מבוסס על הקונספט
מהירות כלכלית ממוצעת V_s.e
הבה נראה כי המקדם המצוין λ
ניתן לייחס לתסביך זה, כי v
במקרה זה, מספר ריינולדס יהיה
יש משמעות ספציפית:
,
ועל חלקת Nikuradze, מקדם λ in
למקרה הזה יהיה ספציפי
מַשְׁמָעוּת.

לְהַצְדִיק
הלגיטימיות של הצגת המושג
מהירות כלכלית ממוצעת כדלקמן
הַנמָקָה.

הידראולי
מערכת, כגון אינסטלציה,
אתה יכול לדלג על הוצאה מסוימת
עשוי מצינורות בקטרים ​​שונים. בְּ
במקביל, עם עלייה בקוטר d,
לכן, ירידה במהירות V
הוצאות ההון יעלו, ו
עלויות התפעול יהיו
ירידה עקב ירידה בהידראולית
אֲבֵדוֹת. המהירות שבה סך
העלויות יהיו מינימליות
ייקרא הממוצע הכלכלי
מהירות V_s.e
= 0.8 ... 1.3 מ' לשנייה (איור 6.1).

איור.6.1

לאחר מכן
נוסחת ההפסד הליניארי (6.1) לובשת את הצורה

,
(6.2)

איפה
K - זרימה אופיינית לצינור
(מודול זרימה), תלוי בחומר
צינור, קוטר וזרימה. תפוס
משולחנות.