Comment calculer la pression dans un tuyau

1. Pression hydrostatique

La pression hydrostatique est
force de compression interne due à
par l'action de forces extérieures appliquées à
point donné dans le fluide. Une telle pression
dans toutes les directions est la même et dépend
sur la position d'un point dans un fluide au repos.

Dimension de la pression hydrostatique
dans le système MKGSS - kg / cm2 ou t / m2,
dans le système SI - N/m2.

Rapports unitaires de base
pression:

	kg/cm2	N/m2
atmosphère technique	1	98066,5
millimètre de colonne d'eau	0,0001	9,80665
millimètre de mercure	0,00136	133,32

Dans les calculs pratiques, 1 technique
atmosphère \u003d 1 kg / cm2 \u003d 10 m d'eau. Art. =
735 mmHg Art. = 98070 N/m2.

Pour un fluide incompressible
en équilibre sous la force
gravité, entièrement hydrostatique
pression ponctuelle :

p=p+
h,

où p est la pression sur le libre
surface liquide;

h est le poids (gravité) de la colonne de liquide
hauteur h avec aire

section égale à un ;

h - profondeur d'immersion
points;

est la gravité spécifique du liquide.

Pour certains liquides, les valeurs
gravité spécifique utilisée pour résoudre
les tâches sont données en annexe (tab.
P-3).

La valeur de la surpression sur
atmosphérique (p_une)
appelé manométrique, ou
surpression :

Si la pression sur la surface libre
égal à atmosphérique, puis excès
pression p_m=
h.

Pression sous-atmosphérique
la grandeur s'appelle le vide :

R_wack=p_une-R.

La solution à la plupart des problèmes de ce
section est liée à l'utilisation
l'équation de base de l'hydrostatique

où z est la coordonnée ou
marque de points.

1. Informations générales sur le calcul hydraulique des canalisations

Lors du calcul
canalisations envisagées
pression constante et uniforme
mouvement de tout fluide
régime turbulent, en rond-cylindrique
tuyaux. Fluide dans les conduites sous pression
est sous pression et
leurs sections sont complètement
rempli. Le mouvement du fluide le long
pipeline se produit à la suite
le fait que la pression au début de celui-ci est supérieure à
à la fin.

Hydraulique
le calcul est fait pour déterminer
diamètre de canalisation ré
avec un connu
longueur pour assurer le saut
un certain débit Q
ou établir
à un diamètre et une longueur donnés de la
pression et débit de fluide. Pipelines
selon la longueur et le motif de leur
les emplacements sont divisés en simples
et complexe. Aux canalisations simples
comprend les pipelines qui n'ont pas
branches sur la longueur, avec une constante
la même dépense.

Pipelines
se composent de tuyaux de même diamètre
sur toute la longueur ou à partir de sections de tuyaux de différents
diamètres et longueurs. Dernier cas
fait référence à une connexion série.

Canalisations simples
selon la longueur avec une parcelle de terrain
les résistances sont divisées en courtes et
long. court
pipelines
sont
canalisations de longueur suffisamment courte,
dans laquelle la résistance locale
représentent plus de 10 % de l'hydraulique
perte de longueur. Par exemple, ils incluent :
tuyaux de siphon, aspiration
tuyaux de pompes à palettes, siphons (pression
conduites d'eau sous le talus routier),
pipelines à l'intérieur des bâtiments et des structures
etc.

long
pipelines
appelé
les pipelines sont relativement grands
longueurs dans lesquelles la perte de charge sur la longueur
beaucoup plus nombreux que les locaux
pertes. Les pertes locales sont
Moins de 510%
les pertes le long du pipeline, et donc
elles peuvent être négligées ou introduites à
calculs hydrauliques augmentant
coefficient égal à 1,051,1.
De longs pipelines entrent dans le système
réseaux d'adduction d'eau, conduites de pompage
stations, conduites et pipelines
entreprises industrielles et
à des fins agricoles et
etc.

Canalisations complexes
ont des branches différentes sur la longueur,
celles. pipeline se compose d'un réseau de tuyaux
certains diamètres et longueurs. Complexe
les canalisations sont divisées en
parallèle, cul-de-sac (ramifié),
pipelines en anneau (fermés),
inclus dans le réseau d'approvisionnement en eau.

Hydraulique
le calcul du pipeline est réduit comme
généralement pour résoudre trois problèmes principaux :

• définition
  écoulement du pipeline Q,
  si connu
  pression H,
  longueur je
  et diamètre ré
  pipeline,
  compte tenu de la disponibilité de certains locaux
  résistances ou en leur absence ;

• définition
  pression requise H,
  nécessaire pour obtenir un laissez-passer
  débit connu Q
  par pipeline
  long je
  et diamètre ré;

• définition
  diamètre de canalisation ré
  lorsque
  valeurs de tête connues H,
  frais Q
  et longueur je.

Le débit de fluide est

où q > débit de fluide de conception, m3/s ;

- surface de la section sous tension du tuyau, m2.

Le coefficient de résistance au frottement λ est déterminé conformément aux dispositions de l'ensemble de règles SP 40-102-2000 «Conception et installation de canalisations pour l'approvisionnement en eau et les systèmes d'assainissement en matériaux polymères. Exigences générales":

où b est un certain nombre de similarités de régimes d'écoulement de fluide ; pour b > 2, on prend b = 2.

où Re est le nombre réel de Reynolds.

où ν est le coefficient de viscosité cinématique du liquide, m²/s. Lors du calcul des conduites d'eau froide, il est pris égal à 1,31 10-6 m² / s - la viscosité de l'eau à une température de +10 ° C;

Rekv > - Nombre de Reynolds correspondant au début de la région quadratique de résistance hydraulique.

où Ke est la rugosité hydraulique du matériau du tuyau, m. Pour les tuyaux en matériaux polymères, Ke = 0,00002 m est pris si le fabricant du tuyau ne donne pas d'autres valeurs de rugosité.

Dans les cas d'écoulement lorsque Re ≥ Rekv, la valeur calculée du paramètre b devient égale à 2, et la formule (4) est considérablement simplifiée, se transformant en la formule bien connue de Prandtl :

A Ke = 0,00002 m, la région de résistance quadratique se produit à un débit d'eau (ν = 1,31 10-6 m²/s) égal à 32,75 m/s, ce qui est pratiquement impossible à atteindre dans les systèmes publics d'approvisionnement en eau.

Pour les calculs quotidiens, les nomogrammes sont recommandés, et pour des calculs plus précis - "Tableaux pour les calculs hydrauliques des pipelines en matériaux polymères", volume 1 "Canalisations sous pression" (A.Ya. Dobromyslov, M., VNIIMP, 2004).

Lors du calcul selon les nomogrammes, le résultat est obtenu par une superposition de la règle - vous devez connecter le point avec la valeur du diamètre calculé sur l'échelle dp avec le point avec la valeur du débit calculé sur le q (l / s) échelle avec une droite, continuer cette droite jusqu'à ce qu'elle croise les échelles de vitesse V et de pertes spécifiques tête 1000 i (mm/m). Les points d'intersection d'une droite avec ces échelles donnent la valeur V et 1000 i.

Comme vous le savez, le coût de l'électricité pour pomper un liquide est directement proportionnel à la valeur de H (ceteris paribus). En substituant l'expression (3) dans la formule (2), il est facile de voir que la valeur de i (et, par conséquent, de H) est inversement proportionnelle au diamètre calculé dp au cinquième degré.

On a montré ci-dessus que la valeur de dp dépend de l'épaisseur de la paroi e du tuyau : plus la paroi est fine, plus dp est élevé et, par conséquent, plus la perte de charge due au frottement et au coût de l'électricité est faible.

Si la valeur MRS du tuyau change pour une raison quelconque, son diamètre et son épaisseur de paroi (SDR) doivent être recalculés.

Il convient de garder à l'esprit que dans un certain nombre de cas, l'utilisation de tuyaux avec MRS 10 au lieu de tuyaux avec MRS 8, en particulier de tuyaux avec MRS 6.3, permet de réduire le diamètre de la canalisation d'une taille. Par conséquent, à notre époque, l'utilisation de polyéthylène PE 80 (MRS 8) et PE 100 (MRS 10) au lieu de polyéthylène PE 63 (MRS 6.3) pour la fabrication de tuyaux permet non seulement de réduire l'épaisseur de paroi des tuyaux, leur poids et la consommation de matériaux, mais aussi pour réduire les coûts énergétiques liés au pompage du liquide (ceteris paribus).

Ces dernières années (après 2013), les tuyaux en polyéthylène PE80 ont été presque entièrement remplacés de la production par des tuyaux en polyéthylène de grade PE100. Cela s'explique par le fait que les matières premières à partir desquelles les tuyaux sont fabriqués sont fournies depuis l'étranger avec la marque PE100.Et aussi par le fait que le polyéthylène 100 a plus de caractéristiques de résistance, grâce auxquelles les tuyaux sont produits avec les mêmes caractéristiques que les tuyaux en PE80, mais avec une paroi plus mince, augmentant ainsi le débit des canalisations en polyéthylène.

Nomogramme pour déterminer les pertes de charge dans les tuyaux de diamètre 6, 100 mm.

Nomogramme pour déterminer les pertes de charge dans les tuyaux de diamètres 100, 1200 mm.

Critère de Reynolds

Cette dépendance a été mise en évidence par le physicien et ingénieur anglais Osborne Reynolds (1842-1912).

Le critère qui aide à répondre à la question de savoir s'il est nécessaire de prendre en compte la viscosité est le nombre de Reynolds Re. Il est égal au rapport de l'énergie de mouvement d'un élément d'un fluide en écoulement au travail des forces de frottement internes.

Considérons un élément fluide cubique de longueur d'arête n. L'énergie cinétique d'un élément est :

Selon la loi de Newton, la force de frottement agissant sur un élément fluide est définie comme suit :

Le travail de cette force lors du déplacement d'un élément fluide sur une distance n est

et le rapport de l'énergie cinétique de l'élément fluide au travail de la force de frottement est

On réduit et on obtient :

Re est appelé le nombre de Reynolds.

Ainsi, Re est une grandeur sans dimension qui caractérise le rôle relatif des forces visqueuses.

Par exemple, si les dimensions du corps avec lequel le liquide ou le gaz est en contact sont très petites, alors même avec une faible viscosité, Re sera insignifiant et les forces de frottement joueront un rôle prédominant. Au contraire, si les dimensions du corps et la vitesse sont grandes, alors Re >> 1 et même une grande viscosité n'auront presque aucun effet sur la nature du mouvement.

Cependant, les nombres de Reynolds pas toujours élevés signifient que la viscosité ne joue aucun rôle. Ainsi, lorsqu'une très grande valeur (plusieurs dizaines ou centaines de milliers) du nombre Re est atteinte, un écoulement laminaire lisse (du latin lamina - "plaque") se transforme en un écoulement turbulent (du latin turbulentus - "orageux" , "chaotique"), accompagnée de liquides de mouvements chaotiques et instables. Cet effet peut être observé si vous ouvrez progressivement un robinet d'eau: un mince ruisseau coule généralement en douceur, mais avec une augmentation de la vitesse de l'eau, la fluidité de l'écoulement est perturbée. Dans un jet s'écoulant sous haute pression, les particules liquides se déplacent de manière aléatoire, oscillant, tout mouvement s'accompagne d'un fort mélange.

L'apparition de turbulences augmente fortement la traînée. Dans une canalisation, la vitesse d'écoulement turbulent est inférieure à la vitesse d'écoulement laminaire aux mêmes chutes de pression. Mais la turbulence n'est pas toujours mauvaise. Du fait que le mélange pendant la turbulence est très important, le transfert de chaleur - refroidissement ou chauffage des agrégats - se produit de manière beaucoup plus intensive ; les réactions chimiques se propagent plus rapidement.

Équation de Bernoulli du mouvement stationnaire

L'une des équations les plus importantes de l'hydromécanique a été obtenue en 1738 par le scientifique suisse Daniel Bernoulli (1700-1782). Il a d'abord réussi à décrire le mouvement d'un fluide idéal, exprimé dans la formule de Bernoulli.

Un fluide idéal est un fluide dans lequel il n'y a pas de forces de frottement entre les éléments d'un fluide idéal, ainsi qu'entre le fluide idéal et les parois du vaisseau.

L'équation du mouvement stationnaire qui porte son nom est :

où P est la pression du liquide, ρ est sa densité, v est la vitesse de déplacement, g est l'accélération de la chute libre, h est la hauteur à laquelle se trouve l'élément du liquide.

La signification de l'équation de Bernoulli est qu'à l'intérieur d'un système rempli de liquide (section de canalisation) l'énergie totale de chaque point est toujours inchangée.

L'équation de Bernoulli a trois termes :

• ρ⋅v2/2 - pression dynamique - énergie cinétique par unité de volume du fluide moteur ;
• ρ⋅g⋅h - pression pondérale - énergie potentielle par unité de volume de liquide ;
• P - pression statique, à l'origine est le travail des forces de pression et ne représente pas une réserve d'un type particulier d'énergie ("énergie de pression").

Cette équation explique pourquoi, dans les sections étroites du tuyau, la vitesse d'écoulement augmente et la pression sur les parois du tuyau diminue. La pression maximale dans les tuyaux est réglée précisément à l'endroit où le tuyau a la plus grande section. Les parties étroites du tuyau sont sûres à cet égard, mais la pression dans celles-ci peut chuter à tel point que le liquide bout, ce qui peut entraîner une cavitation et la destruction du matériau du tuyau.

Équation de Navier-Stokes pour les liquides visqueux

Dans une formulation plus rigoureuse, la dépendance linéaire du frottement visqueux sur le changement de vitesse du fluide est appelée l'équation de Navier-Stokes. Elle prend en compte la compressibilité des liquides et des gaz et, contrairement à la loi de Newton, est valable non seulement près de la surface d'un corps solide, mais aussi en tout point du liquide (près de la surface d'un corps solide dans le cas d'un incompressible liquide, l'équation de Navier-Stokes et la loi de Newton coïncident).

Tous les gaz pour lesquels la condition d'un milieu continu est satisfaite obéissent également à l'équation de Navier-Stokes, c'est-à-dire sont des fluides newtoniens.

La viscosité des liquides et des gaz est généralement significative à des vitesses relativement faibles, c'est pourquoi on dit parfois que l'hydrodynamique d'Euler est un cas particulier (limite) des vitesses élevées de l'hydrodynamique de Navier-Stokes.

À basse vitesse, conformément à la loi de frottement visqueux de Newton, la force de traînée du corps est proportionnelle à la vitesse. À des vitesses élevées, lorsque la viscosité cesse de jouer un rôle significatif, la résistance du corps est proportionnelle au carré de la vitesse (ce qui a été découvert et justifié pour la première fois par Newton).

Séquence de calcul hydraulique

1.
La circulation principale est sélectionnée
système de chauffage annulaire (la plupart
situé de manière désavantageuse dans l'hydraulique
relation). En cul-de-sac bitube
systèmes est un anneau passant par
instrument inférieur du plus éloigné et
colonne montante chargée, en monotube -
à travers les plus éloignés et les plus chargés
colonne montante.

Par exemple,
dans un système de chauffage à deux tubes avec
câblage supérieur circulation principale
l'anneau passera du point de chaleur
à travers la colonne montante principale, ligne d'alimentation,
à travers la colonne montante la plus éloignée, le chauffage
appareil du bas, ligne de retour
au point de chauffage.

V
systèmes avec mouvement d'eau associé dans
l'anneau est pris comme principal,
passant par le milieu le plus
support chargé.

2.
L'anneau de circulation principal se casse
en parcelles (la parcelle est caractérisée
débit d'eau constant et pareil
diamètre). Le schéma montre
numéros de section, leurs longueurs et thermiques
charges. Charge thermique du principal
les parcelles sont déterminées en additionnant
charges thermiques desservies par ces
parcelles. Pour sélectionner le diamètre du tuyau
deux grandeurs sont utilisées :

une)
débit d'eau donné;

b)
pertes de pression spécifiques approximatives
pour le frottement dans la circulation de conception
bague R_mer.

Pour
calcul R_CP
besoin de connaître la longueur de la principale
anneau de circulation et calculé
pression circulatoire.

3.
Le tirage calculé
pression de formule

,
(5.1)

où
—
pression créée par la pompe, Pa.
Pratique de conception de système
le chauffage a montré que le plus
il est conseillé de prendre la pression de la pompe,
égal

,
(5.2)

où

—
la somme des longueurs des sections de la circulation principale
anneaux;

—
pression naturelle qui se produit lorsque
refroidissement par eau dans les appareils, Pa, possible
déterminer comment

,
(5.3)

où
—
distance du centre de la pompe (élévateur)
au centre de l'appareil de l'étage inférieur, m.

Sens
coefficient possible
déterminer à partir du tableau 5.1.

tableau
5.1 - Signification c
en fonction de la température de conception
eau dans le système de chauffage

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

—
pression naturelle dans
à la suite du refroidissement de l'eau dans les canalisations
.

V
systèmes de pompage avec câblage inférieur
ordre de grandeur
peut être négligé.

1. Sont déterminés
   perte de pression de frottement spécifique

,
(5.4)

où
k=0,65 détermine la proportion des pertes de charge
pour les frottements.

5.
La consommation d'eau sur le site est déterminée par
formule

(5.5)

où
Q
- charge thermique sur le site, W :

(t_g
— t_O)
- différence de température du liquide de refroidissement.

6.
Par ampleur
etles tailles de tuyau standard sont sélectionnées
.

6.
Pour les diamètres de canalisation sélectionnés
et la consommation d'eau estimée est déterminée
vitesse du liquide de refroidissement v
et le réel spécifique
perte de charge par frottement R_F.

À
sélection de diamètres dans des zones à faible
les débits de liquide de refroidissement peuvent être
grands écarts entre
et.
pertes sous-estiméessur le
ces surfaces sont compensées par une surestimation
quantitésdans d'autres domaines.

7.
Les pertes de charge par frottement sont déterminées
sur la surface calculée, Pa :

.
(5.6)

résultats
les calculs sont inscrits dans le tableau 5.2.

8.
Pertes de pression dans
résistances en utilisant soit la formule :

,
(5.7)

où
- la somme des coefficients de résistance locaux
dans la zone de peuplement.

Sens ξ
sur chaque site sont résumées dans le tableau. 5.3.

Tableau 5.3 -
Coefficients de résistance locale

Nbre p/p	Noms sections et résistances locales	Valeurs coefficients de résistance locaux	Remarques

9.
Déterminer la perte de pression totale
dans chaque domaine

.
(5.8)

10. Définir
perte de charge totale due au frottement et
dans les résistances locales dans l'ensemble
anneau de circulation

.
(5.9)

11. Comparez Ap
Avec Ap_R.
Perte de charge totale à travers l'anneau
doit être inférieur à Ap_R
sur le

.
(5.10)

stock de jetable
il faut faire pression sur les disparus
calcul de la résistance hydraulique.

Si les conditions ne sont pas
sont effectuées, il est nécessaire sur certains
sections de l'anneau pour modifier les diamètres des tuyaux.

12. Après calcul
anneau de circulation principal
faire la liaison des anneaux restants. V
chaque nouvelle sonnerie ne compte que
espaces supplémentaires non communs,
connectés en parallèle avec des sections
anneau principal.

Écart de perte
pressions sur parallèle connecté
parcelles autorisées jusqu'à 15% avec une voie sans issue
le mouvement de l'eau et jusqu'à 5% - avec passage.

tableau
5.2 - Résultats du calcul hydraulique
pour système de chauffage

Sur le schéma de tuyauterie

Par calcul préliminaire

Par règlement final

Nombre site

Thermique charger Q, Mar

Consommation liquide de refroidissement g, kg/heure

Longueur site je, m

Diamètre ré, millimètre

Vitesse v, Mme

Spécifique perte de charge par frottement R, Pa/mois

Pertes pression de frottement Aptr, Pennsylvanie

Somme coefficients de résistance locaux ∑ξ

Pertes pression dans les résistances locales Z

ré, millimètre

v, Mme

R, Pa/mois

Aptr, Pennsylvanie

∑ξ

Z, Pennsylvanie

Rl+Z, Pennsylvanie

Leçon 6

Changement de température du gaz le long du gazoduc

Dans un écoulement de gaz stationnaire, la masse
le débit dans le gazoduc est

. (2.41)

En effet, le mouvement du gaz dans le gazoduc
est toujours non isotherme. V
Lors de la compression, le gaz s'échauffe.
Même après son refroidissement au COP, la température
gaz entrant dans le pipeline
est d'environ 2040С,
qui est beaucoup plus élevée que la température
environnement (T).
En pratique, la température du gaz devient
proche de la température ambiante
uniquement pour les gazoducs de petit diamètre
(Dy0.
De plus, il faut tenir compte du fait que
gazoduc
est un vrai gaz, qui est inhérent
l'effet Joule-Thompson, qui prend en compte
absorption de chaleur lors de la détente des gaz.

Lorsque la température change le long de la longueur
le mouvement du gaz dans le gazoduc est décrit
système d'équations :

énergie spécifique,

continuité,

États,

bilan thermique.

Considérons, en première approximation, l'équation
bilan thermique sans tenir compte de l'effet
Joule Thompson. Intégration de l'équation
bilan thermique

,

on a

, (2.42)

où;

K_RS- moyenne sur le site complet
coefficient de transfert de chaleur du gaz vers
environnement;

G est le débit massique de gaz ;

c_P–
capacité calorifique isobare moyenne du gaz.

une valeur_tL est appelé le critère sans dimension
Choukhov

(2.43)

Donc la température du gaz à la fin
gazoduc sera

. (2.44)

A une distance x du début
la température du gaz du gazoduc est déterminée
selon la formule

. (2.45)

Changement de température le long du gazoduc
est exponentielle (fig.
2.6).

Envisager
effet du changement de température du gaz sur
performances des canalisations.

Multiplier les deux côtés de l'équation spécifique
énergie sur 2 et exprimant,
on a

. (2.46)

Nous exprimons la densité du gaz sur le côté gauche
expressions (2.46) de l'équation d'état
,
produitwde l'équation de continuité,dx de la thermique
équilibre.

Dans cet esprit, l'équation spécifique
l'énergie prend la forme

(2.47)

ou

. (2.48)

Dénotant
et en intégrant le côté gauche de l'équation
(2.48) de P_HdP_À, et à droite de T_Hpoint_À, on a

. (2.49)

En remplaçant

, (2.50)

on a

. (2.51)

Après avoir intégré dans l'indiqué
limites, on obtient

. (2.52)

En tenant compte de (2.42)

ou

, (2.53)

oùest un facteur de correction qui prend en compte
changement de température le long du gazoduc
(non isotherme du flux de gaz).

Compte tenu de (2.53), la dépendance pour déterminer
le débit massique de gaz prendra la forme

. (2.54)

Valeur _Htoujours supérieur à un, donc
débit massique de gaz lors du changement
température le long du gazoduc
(régime d'écoulement non isotherme) toujours
moins qu'en mode isotherme
(T=idem). Produit T_Hs'appelle l'intégrale moyenne
température du gaz dans le pipeline.

Avec les valeurs du nombre de Shukhov Shu4
débit de gaz dans le pipeline
considérer presque isotherme
à T = idem. Une telle température
mode est possible lors du pompage de gaz avec
faibles coûts de gazoduc
petit diamètre (moins de 500 mm) à un diamètre significatif
distance.

Effet de la variation de la température du gaz
se manifeste pour les valeurs du nombre de Shukhov
Shu

À
gaz pompant la présence d'un étranglement
effet conduit à un approfondissement
refroidissement du gaz que seulement avec échange de chaleur
avec de la terre. Dans ce cas la température
le gaz peut même tomber en dessous
température T (fig.
2.7).

Riz. 2.7. Influence de l'effet Joule-Thompson
sur la répartition de la température du gaz sur
longueur de canalisation

1 - sans tenir compte de Di ; 2 - avec
en tenant compte de Di

Alors, en tenant compte du coefficient Joule-Thompson
loi de variation de température sur la longueur
prend la forme

, (2.55)

5 Pertes hydrauliques

Différence
pression d'huile dans deux sections d'une
et le même pipeline, à condition que
le premier est situé en amont, et
la seconde - ci-dessous, est déterminée équation
Bernoulli

,

où
h₂
– h₁
- la différence des hauteurs des centres de gravité
sections d'un choix arbitraire
niveau horizontal ;

v₁,
v₂
– vitesses moyennes de l'huile dans les tronçons ;

g - accélération de la force
la gravité;

-somme
pertes hydrauliques pendant le mouvement
huiles de la première section à la seconde.

L'équation
Bernoulli en plein usage
pour le calcul des conduites d'aspiration des pompes ;
dans d'autres cas, le premier terme,
généralement négligé et considéré :

hydraulique
les pertes sont généralement divisées en
pertes et pertes par frottement sur la longueur
canalisations (linéaires).

1.5.1
pertes locales
les énergies sont dues aux
résistance hydraulique,
entraînant une distorsion du flux. Local
les résistances sont : les constrictions,
extension, arrondissement de pipelines,
filtres, équipements de contrôle et
régulation, etc.
liquides à travers les résistances locales
sa vitesse change et généralement il y a
grands tourbillons.

Pertes
pression des résistances locales
déterminé par la formule Weisbach:

MPa
(ou
Pennsylvanie),

où
 (xi) – coefficient de traînée ou
perte,

v
est la vitesse d'écoulement moyenne sur la section transversale
dans un tuyau derrière la résistance locale, m/s ;

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

Chaque
la résistance locale est caractérisée
par sa valeur de coefficient
.
Avec un écoulement turbulent, les valeursdéterminé principalement par la forme de
résistance et change très peu
avec un changement de la taille de la section, la vitesse
écoulement et viscosité du fluide. Alors
supposons qu'ils ne dépendent pas du nombre
Reynolds Ré.

Valeurs
,
par exemple, pour les tés avec le même
les diamètres des canaux sont pris égaux,
si:

ruisseaux
additionner, diverger ; couler
qui passe;

=0,5-0,6

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

=0,7

=0,9-1,2=2

à
coude de tuyau

= 1,5-2, etc...

Valeurs
pour les résistances spécifiques rencontrées
dans les systèmes hydrauliques des équipements, extraits de
littérature de référence.

À
flux laminaire (Re

Pertes
pression des résistances locales à
le flux laminaire est déterminé par
formule:

MPa

où

_je
= unet facteur de correction laminaire

Quantités
perte de charge en standard
dispositifs hydrauliques pour
débit nominal généralement
répertoriés dans leurs spécifications techniques.

1.5.2
Perte sur
frottement de longueur
est la perte d'énergie qui se produit
dans des conduites droites de section constante,
celles. avec un débit de fluide uniforme,
et augmente proportionnellement à la longueur
tuyaux. Ces pertes sont dues à des
frottement dans un liquide, et ont donc
placer dans les tuyaux rugueux et lisses.

Pertes
pression de frottement du pipeline
est déterminé par la formule Darcy:

MPa

où
est le coefficient de frottement dans le pipeline ;

je
et d
- longueur et diamètre intérieur de la canalisation,
mm.

Cette
la formule est applicable aussi bien pour les laminaires,
ainsi qu'en écoulement turbulent ; différence
consiste uniquement dans les valeurs du coefficient

.

À
flux laminaire (Re

À
coefficient de frottement d'écoulement turbulent
n'est pas seulement une fonction de Re, mais
dépend aussi de la rugosité de l'intérieur
surface du tuyau. Pour hydrauliquement
lisse tuyaux,
celles. avec une rugosité qui
n'affecte pratiquement pas sa résistance,
coefficient de frottement turbulent
mode peut être déterminé par la formule PC.
Konakova:

tuyau
est considéré comme hydrauliquement lisse si
(d/k)>(Re/20),
où k est la rugosité équivalente,
mm. Par exemple, pour de nouveaux aciers sans soudure
tuyaux k≈0.03
mm, et après plusieurs années de fonctionnement
k≈0.2
mm, pour les nouveaux tubes sans soudure en
métaux non ferreux k≈0,005
mm. Ces tuyaux sont souvent utilisés dans
systèmes hydrauliques de machines-outils.

Coefficient
le frottement en régime turbulent peut être
déterminer par formule Altshulya,
être universel (c'est-à-dire applicable
dans tous les cas):

2. Caractéristiques d'écoulement du module d'écoulement du pipeline

Souvenons-nous
formule de perte linéaire - Formule de Darcy
- Weisbach :
.

Express
dans cette formule, la vitesse V
à travers le flux Q
du rapport
:

.
(6.1)

Pour
pipeline d'un certain diamètre
complexe de quantités
dans l'expression (6.1) peut être considérée comme la quantité
constante (1/K2),
sauf pour le coefficient hydraulique
frottement λ. Basé sur le concept
vitesse économique moyenne V_s.e
montrons que le coefficient indiqué λ
peut être attribuée à ce complexe, car v
Dans ce cas, le nombre de Reynolds sera
avoir un sens précis :
,
et sur le graphique de Nikuradze, le coefficient λ dans
ce cas aura une spécificité
sens.

Justifier
légitimité de l'introduction du concept
vitesse économique moyenne comme suit
raisonnement.

hydraulique
système, comme la plomberie,
vous pouvez sauter une certaine dépense
fabriqués à partir de tuyaux de différents diamètres. À
Dans le même temps, avec une augmentation du diamètre d,
donc une diminution de la vitesse V
les dépenses en capital augmenteront, et
les frais de fonctionnement seront
diminution en raison d'une diminution de l'hydraulique
pertes. La vitesse à laquelle le total
les frais seront minimes
sera appelé la moyenne économique
vitesse V_s.e
= 0,8 ... 1,3 m/s (Fig. 6.1).

fig.6.1

Puis
la formule de perte linéaire (6.1) prend la forme

,
(6.2)

où
K - caractéristique de débit du pipeline
(module d'écoulement), en fonction du matériau
pipeline, diamètre et débit. est pris
à partir de tableaux.