Paano makalkula ang presyon sa isang tubo

1. Hydrostatic pressure

Ang hydrostatic pressure ay
internal compressive force dahil sa
sa pamamagitan ng pagkilos ng mga panlabas na pwersa na inilapat sa
ibinigay na punto sa likido. Ang ganyang pressure
sa lahat ng direksyon ay pareho at depende
sa posisyon ng isang punto sa isang likido sa pamamahinga.

Dimensyon ng hydrostatic pressure
sa sistema ng MKGSS - kg / cm2 o t / m2,
sa sistema ng SI - N/m2.

Mga pangunahing ratio ng yunit
presyon:

	kg/cm2	N/m2
teknikal na kapaligiran	1	98066,5
milimetro ng haligi ng tubig	0,0001	9,80665
milimetro ng mercury	0,00136	133,32

Sa mga praktikal na kalkulasyon, 1 teknikal
kapaligiran \u003d 1 kg / cm2 \u003d 10 m ng tubig. Art. =
735 mmHg Art. = 98070 N/m2.

Para sa isang incompressible fluid na
sa balanse sa ilalim ng puwersa
gravity, buong hydrostatic
presyon ng punto:

p=p+
h,

kung saan ang p ay ang presyon sa libre
likidong ibabaw;

h ay ang timbang (gravity) ng likidong haligi
taas h na may lawak

cross section na katumbas ng isa;

h - lalim ng paglulubog
puntos;

ay ang tiyak na gravity ng likido.

Para sa ilang likido, ang mga halaga
specific gravity na ginagamit sa paglutas
Ang mga gawain ay ibinibigay sa apendiks (tab.
P-3).

Ang halaga ng labis na presyon sa paglipas
atmospera (p_a)
tinatawag na manometric, o
sobrang presyon:

Kung ang presyon sa libreng ibabaw
katumbas ng atmospheric, pagkatapos ay labis
presyon p_m=
h.

Under-atmospheric pressure
ang dami ay tinatawag na vacuum:

R_wack= p_a- R.

Ang solusyon sa karamihan ng mga problema nito
ang seksyon ay nauugnay sa paggamit
ang pangunahing equation ng hydrostatics

kung saan ang z ay ang coordinate o
marka ng punto.

1. Pangkalahatang impormasyon sa haydroliko na pagkalkula ng mga pipeline

Kapag nagkalkula
isinasaalang-alang ang mga pipeline
matatag, pare-parehong presyon
paggalaw ng anumang likido
magulong rehimen, sa round-cylindrical
mga tubo. Ang likido sa mga tubo ng presyon
ay nasa ilalim ng presyon at
ang kanilang mga cross section ay ganap
napuno. Ang paggalaw ng likido kasama
Ang pipeline ay nangyayari bilang isang resulta
ang katotohanan na ang presyon sa simula nito ay mas malaki kaysa sa
Sa huli.

Haydroliko
ang pagkalkula ay ginawa upang matukoy
diameter ng pipeline d
na may kilala
haba upang matiyak na laktawan
isang tiyak na rate ng daloy Q
o pagtatatag
sa isang ibinigay na diameter at haba ng kinakailangan
presyon at daloy ng likido. Mga Pipeline
depende sa haba at pattern ng kanilang
ang mga lokasyon ay nahahati sa simple
at kumplikado. Sa mga simpleng pipeline
kasama ang mga pipeline na wala
mga sanga kasama ang haba, na may pare-pareho
ang parehong gastos.

Mga Pipeline
binubuo ng mga tubo ng parehong diameter
kasama ang buong haba o mula sa mga seksyon ng mga tubo ng iba't ibang
diameter at haba. Huling kaso
ay tumutukoy sa isang serial connection.

Mga simpleng pipeline
depende sa haba na may isang plot ng lokal
ang mga resistensya ay nahahati sa maikli at
mahaba. maikli
mga pipeline
ay
mga pipeline na may sapat na maikling haba,
kung saan ang lokal na pagtutol
bumubuo ng higit sa 10% ng haydroliko
pagkawala ng haba. Halimbawa, kasama nila ang:
siphon pipe, pagsipsip
mga tubo ng mga vane pump, siphons (presyon
mga tubo ng tubig sa ilalim ng pilapil ng kalsada),
mga pipeline sa loob ng mga gusali at istruktura
atbp.

mahaba
mga pipeline
tinawag
ang mga pipeline ay medyo malaki
haba kung saan ang pagkawala ng ulo kasama ang haba
makabuluhang lumampas sa lokal
pagkalugi. Ang mga lokal na pagkalugi ay
mas mababa sa 510%
pagkalugi sa haba ng pipeline, at samakatuwid
maaari silang pabayaan o ipakilala sa
pagtaas ng haydroliko na mga kalkulasyon
koepisyent katumbas ng 1.051,1.
Ang mga mahahabang pipeline ay pumapasok sa system
mga network ng supply ng tubig, pumping conduits
mga istasyon, conduit at pipeline
industriyal na negosyo at
layuning pang-agrikultura at
atbp.

Mga kumplikadong pipeline
may iba't ibang sanga sa haba,
mga. Ang pipeline ay binubuo ng isang network ng mga tubo
ilang mga diameter at haba. Kumplikado
nahahati ang mga pipeline sa
parallel, dead end (branched),
singsing (sarado) na mga pipeline,
kasama sa network ng supply ng tubig.

Haydroliko
Ang pagkalkula ng pipeline ay nabawasan bilang
karaniwang upang malutas ang tatlong pangunahing problema:

• kahulugan
  daloy ng pipeline Q,
  kung alam
  presyon H,
  haba l
  at diameter d
  pipeline,
  dahil sa pagkakaroon ng ilang lokal
  mga pagtutol o sa kanilang kawalan;

• kahulugan
  kinakailangang presyon H,
  kailangan para makakuha ng pass
  kilalang daloy Q
  sa pamamagitan ng pipeline
  mahaba l
  at diameter d;

• kahulugan
  diameter ng pipeline d
  kailan
  kilalang halaga ng ulo H,
  gastos Q
  at haba l.

Ang rate ng daloy ng likido ay

kung saan q > daloy ng likido sa disenyo, m3/s;

- lugar ng live na seksyon ng pipe, m2.

Ang friction resistance coefficient λ ay tinutukoy alinsunod sa mga regulasyon ng hanay ng mga patakaran SP 40-102-2000 "Disenyo at pag-install ng mga pipeline para sa supply ng tubig at mga sistema ng alkantarilya na gawa sa polymeric na materyales. Pangkalahatang mga kinakailangan":

kung saan ang b ay ilang pagkakatulad na bilang ng mga rehimen ng daloy ng likido; para sa b > 2, b = 2 ang kinuha.

kung saan ang Re ay ang aktwal na numero ng Reynolds.

kung saan ang ν ay ang koepisyent ng kinematic viscosity ng likido, m²/s. Kapag kinakalkula ang mga tubo ng malamig na tubig, ito ay kinuha katumbas ng 1.31 10-6 m² / s - ang lagkit ng tubig sa temperatura na +10 ° C;

Rekv > - Reynolds number na tumutugma sa simula ng quadratic region ng hydraulic resistance.

kung saan ang Ke ay ang haydroliko na pagkamagaspang ng materyal ng tubo, m. Para sa mga tubo na gawa sa mga polymer na materyales, ang Ke = 0.00002 m ay kinuha kung ang tagagawa ng tubo ay hindi nagbibigay ng iba pang mga halaga ng pagkamagaspang.

Sa mga kaso ng daloy kapag Re ≥ Rekv, ang kinakalkula na halaga ng parameter b ay nagiging katumbas ng 2, at ang formula (4) ay makabuluhang pinasimple, na nagiging kilalang Prandtl formula:

Sa Ke = 0.00002 m, ang rehiyon ng quadratic resistance ay nangyayari sa rate ng daloy ng tubig (ν = 1.31 10-6 m²/s) na katumbas ng 32.75 m/s, na halos hindi maabot sa mga pampublikong sistema ng supply ng tubig.

Para sa pang-araw-araw na mga kalkulasyon, ang mga nomogram ay inirerekomenda, at para sa mas tumpak na mga kalkulasyon - "Mga talahanayan para sa haydroliko na mga kalkulasyon ng mga pipeline na gawa sa polymeric na materyales", volume 1 "Mga pipeline ng presyon" (A.Ya. Dobromyslov, M., VNIIMP, 2004).

Kapag kinakalkula ayon sa nomograms, ang resulta ay nakamit sa pamamagitan ng isang overlay ng ruler - dapat mong ikonekta ang punto sa halaga ng kinakalkula na diameter sa dp scale na may punto na may halaga ng kinakalkula na rate ng daloy sa q (l / s) iskala na may isang tuwid na linya, ipagpatuloy ang tuwid na linyang ito hanggang sa ito ay magsalubong sa mga kaliskis ng bilis V at mga tiyak na pagkalugi ulo 1000 i (mm/m). Ang mga punto ng intersection ng isang tuwid na linya na may mga kaliskis na ito ay nagbibigay ng halaga V at 1000 i.

Tulad ng alam mo, ang halaga ng kuryente para sa pumping liquid ay direktang proporsyonal sa halaga ng H (ceteris paribus). Ang pagpapalit ng expression ( 3 ) sa formula ( 2 ), madaling makita na ang halaga ng i (at, dahil dito, H) ay inversely proportional sa kinakalkula na diameter dp hanggang sa ikalimang degree.

Ito ay ipinapakita sa itaas na ang halaga ng dp ay depende sa kapal ng pipe wall e: mas manipis ang pader, mas mataas ang dp at, nang naaayon, mas mababa ang pagkawala ng presyon dahil sa friction at ang halaga ng kuryente.

Kung ang halaga ng MRS ng tubo ay nagbabago sa anumang kadahilanan, ang diameter at kapal ng pader (SDR) nito ay dapat muling kalkulahin.

Dapat itong isipin na sa ilang mga kaso ang paggamit ng mga tubo na may MRS 10 sa halip na mga tubo na may MRS 8, lalo na ang mga tubo na may MRS 6.3, ay ginagawang posible na bawasan ang diameter ng pipeline ng isang sukat. Samakatuwid, sa ating panahon, ang paggamit ng polyethylene PE 80 (MRS 8) at PE 100 (MRS 10) sa halip na polyethylene PE 63 (MRS 6.3) para sa paggawa ng mga tubo ay nagbibigay-daan hindi lamang upang mabawasan ang kapal ng pader ng mga tubo, ang kanilang timbang. at pagkonsumo ng materyal, ngunit din upang mabawasan ang mga gastos sa enerhiya para sa pumping liquid (ceteris paribus).

Sa mga nakalipas na taon (pagkatapos ng 2013), ang mga tubo na gawa sa PE80 polyethylene ay halos ganap na napalitan mula sa produksyon ng mga tubo na gawa sa PE100 grade polyethylene. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga hilaw na materyales kung saan ginawa ang mga tubo ay ibinibigay mula sa ibang bansa na may tatak na PE100.At din sa pamamagitan ng katotohanan na ang polyethylene 100 grade ay may higit na mga katangian ng lakas, dahil sa kung saan ang mga tubo ay ginawa na may parehong mga katangian tulad ng mga tubo na gawa sa PE80, ngunit may mas manipis na pader, at sa gayon ay pinapataas ang throughput ng mga polyethylene pipelines.

Nomogram para sa pagtukoy ng mga pagkalugi ng presyon sa mga tubo na may diameter na 6, 100 mm.

Nomogram para sa pagtukoy ng mga pagkalugi ng presyon sa mga tubo na may diameter na 100, 1200 mm.

Reynolds criterion

Ang pag-asa na ito ay inilabas ng English physicist at engineer na si Osborne Reynolds (1842-1912).

Ang criterion na tumutulong sa pagsagot sa tanong kung kailangang isaalang-alang ang lagkit ay ang Reynolds number Re. Ito ay katumbas ng ratio ng enerhiya ng paggalaw ng isang elemento ng isang dumadaloy na likido sa gawain ng mga panloob na puwersa ng friction.

Isaalang-alang ang isang elemento ng cubic fluid na may haba ng gilid n. Ang kinetic energy ng isang elemento ay:

Ayon sa batas ni Newton, ang friction force na kumikilos sa isang fluid element ay tinukoy bilang mga sumusunod:

Ang gawain ng puwersang ito kapag gumagalaw ang isang likidong elemento sa layong n ay

at ang ratio ng kinetic energy ng fluid element sa gawain ng friction force ay

Binabawasan namin at nakukuha namin:

Re ay tinatawag na Reynolds number.

Kaya, ang Re ay isang walang sukat na dami na nagpapakilala sa kamag-anak na papel ng mga puwersang malapot.

Halimbawa, kung ang mga sukat ng katawan kung saan ang likido o gas ay nakikipag-ugnay ay napakaliit, kung gayon kahit na may mababang lagkit, ang Re ay magiging hindi gaanong mahalaga at ang mga puwersa ng friction ay gumaganap ng isang nangingibabaw na papel. Sa kabaligtaran, kung ang mga sukat ng katawan at ang bilis ay malaki, kung gayon ang Re >> 1 at kahit na ang isang malaking lagkit ay halos walang epekto sa likas na katangian ng paggalaw.

Gayunpaman, hindi palaging ang malalaking numero ng Reynolds ay nangangahulugan na ang lagkit ay hindi gumaganap ng anumang papel. Kaya, kapag ang isang napakalaking (ilang sampu o daan-daang libo) na halaga ng Re number ay naabot, ang isang makinis na laminar (mula sa Latin na lamina - "plate") ay nagiging isang magulong daloy (mula sa Latin na turbulentus - "bagyo" , "magulo"), na sinasamahan ng magulo, hindi matatag na paggalaw ng mga likido. Ang epektong ito ay maaaring maobserbahan kung unti-unti mong bubuksan ang isang gripo ng tubig: ang isang manipis na stream ay karaniwang dumadaloy nang maayos, ngunit sa pagtaas ng bilis ng tubig, ang kinis ng daloy ay nabalisa. Sa isang jet na umaagos sa ilalim ng mataas na presyon, ang mga likidong particle ay random na gumagalaw, nag-oscillating, lahat ng paggalaw ay sinamahan ng malakas na paghahalo.

Ang hitsura ng turbulence ay lubos na nagpapataas ng drag. Sa isang pipeline, ang turbulent flow velocity ay mas mababa kaysa sa laminar flow velocity sa parehong pagbaba ng presyon. Ngunit ang kaguluhan ay hindi palaging masama. Dahil sa ang katunayan na ang paghahalo sa panahon ng kaguluhan ay lubhang makabuluhan, ang paglipat ng init - paglamig o pag-init ng mga pinagsama-sama - ay nangyayari nang mas masinsinang; mas mabilis kumalat ang mga reaksiyong kemikal.

Bernoulli's Equation of Stationary Motion

Ang isa sa pinakamahalagang equation ng hydromechanics ay nakuha noong 1738 ng Swiss scientist na si Daniel Bernoulli (1700-1782). Una niyang nagawang ilarawan ang galaw ng isang perpektong likido, na ipinahayag sa Bernoulli formula.

Ang perpektong likido ay isang likido kung saan walang mga puwersa ng friction sa pagitan ng mga elemento ng isang perpektong likido, gayundin sa pagitan ng perpektong likido at mga dingding ng sisidlan.

Ang equation ng nakatigil na paggalaw na nagdadala sa kanyang pangalan ay:

kung saan ang P ay ang presyon ng likido, ang ρ ay ang density nito, ang v ay ang bilis ng paggalaw, ang g ay ang acceleration ng libreng pagkahulog, h ay ang taas kung saan matatagpuan ang elemento ng likido.

Ang kahulugan ng Bernoulli equation ay na sa loob ng isang sistema na puno ng likido (pipeline section) ang kabuuang enerhiya ng bawat punto ay palaging hindi nagbabago.

Ang equation ng Bernoulli ay may tatlong termino:

• ρ⋅v2/2 - dynamic na presyon - kinetic energy bawat unit volume ng driving fluid;
• ρ⋅g⋅h - presyon ng timbang - potensyal na enerhiya ng isang yunit ng dami ng likido;
• P - static na presyon, sa pinagmulan nito ay ang gawain ng mga puwersa ng presyon at hindi kumakatawan sa isang reserba ng anumang espesyal na uri ng enerhiya ("enerhiya ng presyon").

Ipinapaliwanag ng equation na ito kung bakit sa makitid na mga seksyon ng pipe tumataas ang bilis ng daloy at bumababa ang presyon sa mga dingding ng pipe. Ang pinakamataas na presyon sa mga tubo ay nakatakda nang tumpak sa lugar kung saan ang tubo ay may pinakamalaking cross section. Ang mga makitid na bahagi ng tubo ay ligtas sa bagay na ito, ngunit ang presyon sa kanila ay maaaring bumaba nang labis na ang likido ay kumukulo, na maaaring humantong sa cavitation at pagkasira ng materyal ng tubo.

Navier-Stokes equation para sa malapot na likido

Sa isang mas mahigpit na pagbabalangkas, ang linear na dependence ng viscous friction sa pagbabago sa fluid velocity ay tinatawag na Navier-Stokes equation. Isinasaalang-alang ang compressibility ng mga likido at gas at, hindi katulad ng batas ni Newton, ay may bisa hindi lamang malapit sa ibabaw ng isang solidong katawan, kundi pati na rin sa bawat punto ng likido (malapit sa ibabaw ng isang solidong katawan sa kaso ng isang hindi mapipigil na katawan. likido, ang equation ng Navier-Stokes at ang batas ni Newton ay nagtutugma).

Anumang mga gas kung saan ang kondisyon ng isang tuluy-tuloy na medium ay nasiyahan ay sumusunod din sa Navier-Stokes equation, i.e. ay mga likidong Newtonian.

Ang lagkit ng mga likido at gas ay kadalasang makabuluhan sa medyo mababang tulin, kung kaya't minsan ay sinasabi na ang Euler hydrodynamics ay isang espesyal (naglilimita) na kaso ng matataas na tulin ng Navier-Stokes hydrodynamics.

Sa mababang bilis, alinsunod sa batas ni Newton ng viscous friction, ang drag force ng katawan ay proporsyonal sa bilis. Sa mataas na bilis, kapag ang lagkit ay tumigil sa paglalaro ng isang makabuluhang papel, ang paglaban ng katawan ay proporsyonal sa parisukat ng bilis (na unang natuklasan at pinatunayan ni Newton).

Hydraulic Calculation Sequence

1.
Napili ang pangunahing sirkulasyon
ring heating system (karamihan
disadvantageously matatagpuan sa haydroliko
kaugnayan). Sa dead-end na dalawang-pipe
Ang mga sistema ay isang singsing na dumadaan
mas mababang instrumento ng pinakamalayo at
load riser, sa single-pipe -
sa pamamagitan ng pinaka remote at load
riser.

Halimbawa,
sa isang dalawang-pipe heating system na may
itaas na mga kable pangunahing sirkulasyon
ang singsing ay lilipas mula sa punto ng init
sa pamamagitan ng pangunahing riser, linya ng supply,
sa pamamagitan ng pinaka remote riser, heating
appliance sa ibaba, linyang pabalik
sa heating point.

V
mga sistemang may kaugnay na paggalaw ng tubig sa
ang singsing ay kinuha bilang pangunahing isa,
dumadaan sa gitnang pinaka
load stand.

2.
Nasira ang pangunahing singsing ng sirkulasyon
sa mga balangkas (ang balangkas ay nailalarawan
patuloy na daloy ng tubig at pareho
diameter). Ipinapakita ng diagram
mga numero ng seksyon, ang kanilang mga haba at thermal
load. Thermal load ng pangunahing
natutukoy ang mga plot sa pamamagitan ng pagsusuma
thermal load na inihahatid ng mga ito
mga plot. Upang piliin ang diameter ng pipe
dalawang dami ang ginagamit:

a)
ibinigay na daloy ng tubig;

b)
tinatayang tiyak na pagkawala ng presyon
para sa alitan sa sirkulasyon ng disenyo
singsing R_ikasal.

Para sa
pagkalkula R_cp
kailangang malaman ang haba ng pangunahing
circulation ring at kalkulado
presyon ng sirkulasyon.

3.
Ang kalkuladong sirkulasyon
presyon ng formula

,
(5.1)

saan
—
presyon na nilikha ng bomba, Pa.
Pagsasanay sa Pagdisenyo ng System
heating ay nagpakita na ang pinaka
ipinapayong kunin ang presyon ng bomba,
pantay

,
(5.2)

saan

—
ang kabuuan ng mga haba ng mga seksyon ng pangunahing sirkulasyon
singsing;

—
natural pressure na nangyayari kapag
paglamig ng tubig sa mga appliances, Pa, posible
tukuyin kung paano

,
(5.3)

saan
—
distansya mula sa gitna ng bomba (elevator)
sa gitna ng aparato ng mas mababang palapag, m.

Ibig sabihin
koepisyent posible
tukuyin mula sa Talahanayan 5.1.

mesa
5.1 - Kahulugan c
depende sa temperatura ng disenyo
tubig sa sistema ng pag-init

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

—
natural na presyon sa
bilang resulta ng paglamig ng tubig sa mga pipeline
.

V
mga sistema ng pumping na may mga kable sa ibaba
magnitude
maaaring pabayaan.

1. Ay determinado
   tiyak na pagkawala ng presyon ng friction

,
(5.4)

saan
Tinutukoy ng k=0.65 ang proporsyon ng mga pagkawala ng presyon
para sa alitan.

5.
Ang daloy ng tubig sa lugar ay tinutukoy ng
pormula

(5.5)

saan
Q
- pagkarga ng init sa site, W:

(t_G
— t_O)
- pagkakaiba sa temperatura ng coolant.

6.
Sa laki
atang mga karaniwang sukat ng tubo ay pinili
.

6.
Para sa mga napiling diameter ng pipeline
at natutukoy ang tinantyang pagkonsumo ng tubig
bilis ng coolant v
at ang aktwal na tiyak
pagkawala ng presyon ng friction R_f.

Sa
pagpili ng mga diameter sa mga lugar na may maliit
Ang mga rate ng daloy ng coolant ay maaaring
malaking pagkakaiba sa pagitan
at.
minamaliit ang pagkalugisa
ang mga lugar na ito ay binabayaran ng labis na pagtatantya
damisa ibang lugar.

7.
Natutukoy ang mga pagkalugi ng friction pressure
sa kinakalkulang lugar, Pa:

.
(5.6)

resulta
ang mga kalkulasyon ay ipinasok sa Talahanayan 5.2.

8.
Pagkawala ng presyon sa lokal
resistensya gamit ang alinman sa formula:

,
(5.7)

saan
- ang kabuuan ng mga lokal na koepisyent ng paglaban
sa settlement area.

Ibig sabihin ξ
sa bawat site ay summarized sa talahanayan. 5.3.

Talahanayan 5.3 -
Mga lokal na koepisyent ng paglaban

Hindi. p/p	Mga pangalan mga seksyon at mga lokal na pagtutol	Mga halaga lokal na mga koepisyent ng paglaban	Mga Tala

9.
Tukuyin ang kabuuang pagkawala ng presyon
sa bawat lugar

.
(5.8)

10. Tukuyin
kabuuang pagkawala ng presyon dahil sa alitan at
sa mga lokal na pagtutol sa pangunahing
singsing ng sirkulasyon

.
(5.9)

11. Paghambingin Δp
Sa Δp_R.
Kabuuang pagkawala ng presyon sa buong singsing
dapat mas mababa sa Δp_R
sa

.
(5.10)

stock ng disposable
kailangan ang pressure sa hindi napapansin sa
pagkalkula ng hydraulic resistance.

Kung ang mga kondisyon ay hindi
ay ginanap, ito ay kinakailangan sa ilan
mga seksyon ng singsing upang baguhin ang mga diameter ng mga tubo.

12. Pagkatapos ng kalkulasyon
pangunahing singsing ng sirkulasyon
gawin ang linkage ng natitirang mga singsing. V
ang bawat bagong singsing ay bilang lamang
karagdagang hindi karaniwang mga lugar,
konektado sa parallel sa mga seksyon
pangunahing singsing.

Pagkawala ng pagkakaiba
presyon sa parallel konektado
pinapayagan ang mga plot hanggang 15% na may dead end
ang paggalaw ng tubig at hanggang sa 5% - sa pagpasa.

mesa
5.2 - Mga resulta ng pagkalkula ng haydroliko
para sa sistema ng pag-init

Sa piping diagram

Sa pamamagitan ng paunang pagkalkula

Sa pamamagitan ng huling kasunduan

Numero lugar

thermal load Q, Tue

Pagkonsumo pampalamig G, kg/h

Ang haba lugar l, m

diameter d, mm

Bilis v, MS

Tukoy pagkawala ng presyon ng friction R, Pa/m

Pagkalugi presyon ng alitan Δptr, Pa

Sum lokal na mga koepisyent ng paglaban ∑ξ

Pagkalugi presyon sa mga lokal na pagtutol Z

d, mm

v, MS

R, Pa/m

Δptr, Pa

∑ξ

Z, Pa

Rl+Z, Pa

Aralin 6

Pagbabago sa temperatura ng gas sa kahabaan ng pipeline ng gas

Sa nakatigil na daloy ng gas, ang masa
ang rate ng daloy sa pipeline ng gas ay

. (2.41)

Sa katunayan, ang paggalaw ng gas sa pipeline ng gas
ay palaging non-isothermal. V
Sa panahon ng compression, ang gas ay uminit.
Kahit na matapos ang paglamig nito sa COP, ang temperatura
gas na pumapasok sa pipeline
ay humigit-kumulang 2040С,
na mas mataas kaysa sa temperatura
kapaligiran (T).
Sa pagsasagawa, ang temperatura ng gas ay nagiging
malapit sa ambient temperature
para lamang sa mga gas pipeline na maliit ang diameter
(Dy0.
Bukod dito, dapat itong isaalang-alang
pipelined na gas
ay isang tunay na gas, na likas
ang epekto ng Joule-Thompson, na isinasaalang-alang
pagsipsip ng init sa panahon ng pagpapalawak ng gas.

Kapag nagbabago ang temperatura sa haba
gas pipeline gas kilusan ay inilarawan
sistema ng mga equation:

tiyak na enerhiya,

pagpapatuloy,

estado,

balanse ng init.

Isaalang-alang sa unang pagtatantya ang equation
balanse ng init nang hindi isinasaalang-alang ang epekto
Joule Thompson. Pagsasama ng equation
balanse ng init

,

nakukuha natin

, (2.42)

saan;

K_SR- average sa site na puno
koepisyent ng paglipat ng init mula sa gas hanggang
kapaligiran;

G ay ang mass flow rate ng gas;

c_P–
average na isobaric heat capacity ng gas.

isang halaga_tAng L ay tinatawag na walang sukat na pamantayan
Shukhov

(2.43)

Kaya ang temperatura ng gas sa dulo
magiging gas pipeline

. (2.44)

Sa layo x mula sa simula
natutukoy ang temperatura ng gas pipeline
ayon sa pormula

. (2.45)

Pagbabago sa temperatura sa haba ng pipeline ng gas
ay exponential (Fig.
2.6).

Isipin mo
epekto ng pagbabago ng temperatura ng gas sa
pagganap ng pipeline.

Pagpaparami ng magkabilang panig ng tiyak na equation
enerhiya sa 2 at pagpapahayag,
nakukuha natin

. (2.46)

Ipinapahayag namin ang density ng gas sa kaliwang bahagi
mga expression (2.46) mula sa equation ng estado
,
produktowmula sa continuity equation,dx mula sa thermal
balanse.

Sa pag-iisip na ito, ang tiyak na equation
ang enerhiya ay tumatagal ng anyo

(2.47)

o

. (2.48)

Nagpapahiwatig
at pagsasama sa kaliwang bahagi ng equation
(2.48) mula sa P_HdoP_SA, at sa kanan mula sa T_HdoT_SA, nakukuha namin

. (2.49)

Sa pamamagitan ng pagpapalit

, (2.50)

meron kami

. (2.51)

Pagkatapos isama sa tinukoy
limitasyon, nakukuha namin

. (2.52)

Isinasaalang-alang (2.42)

o

, (2.53)

saanay isang salik sa pagwawasto na isinasaalang-alang
pagbabago ng temperatura sa haba ng pipeline ng gas
(non-isothermality ng daloy ng gas).

Isinasaalang-alang (2.53), ang pagtitiwala para sa pagtukoy
Ang mass flow rate ng gas ay magkakaroon ng anyo

. (2.54)

Halaga _Hpalaging mas malaki kaysa sa isa, kaya
mass flow rate ng gas kapag nagbabago
temperatura sa kahabaan ng pipeline ng gas
(non-isothermal flow regime) palagi
mas mababa kaysa sa isothermal mode
(T=idem). Produkto T_Hay tinatawag na mean integral
temperatura ng gas sa pipeline.

Gamit ang mga halaga ng Shukhov number Shu4
daloy ng gas sa pipeline
isaalang-alang ang halos isothermal
sa T=idem. Ang ganoong temperatura
mode ay posible kapag pumping gas na may
mababang gastos sa pipeline ng gas
maliit (mas mababa sa 500 mm) diameter sa isang makabuluhang
distansya.

Epekto ng pagbabago ng temperatura ng gas
nagpapakita ng sarili para sa mga halaga ng numero ng Shukhov
Shu

Sa
gas pumping ang pagkakaroon ng isang throttle
epekto ay humahantong sa isang mas malalim
paglamig ng gas kaysa lamang sa pagpapalitan ng init
may lupa. Sa kasong ito, ang temperatura
ang gas ay maaaring bumaba sa ibaba
temperatura T (Fig.
2.7).

kanin. 2.7. Impluwensya ng epekto ng Joule-Thompson
sa pamamahagi ng temperatura ng gas
haba ng pipeline

1 - nang hindi isinasaalang-alang ang Di; 2 - kasama
isinasaalang-alang Di

Pagkatapos, isinasaalang-alang ang Joule-Thompson coefficient
batas ng pagbabago ng temperatura sa haba
kumukuha ng form

, (2.55)

5 Pagkalugi ng haydroliko

Pagkakaiba
presyon ng langis sa dalawang seksyon ng isa
at ang parehong pipeline, sa kondisyon na iyon
ang una ay matatagpuan sa itaas ng agos, at
ang pangalawa - sa ibaba, ay tinutukoy equation
Bernoulli

,

saan
h₂
– h₁
- ang pagkakaiba sa taas ng mga sentro ng grabidad
mga seksyon mula sa isang arbitraryong pinili
pahalang na antas;

v₁,
v₂
– average na bilis ng langis sa mga seksyon;

g - lakas ng pagbilis
grabidad;

-sum
haydroliko pagkalugi sa panahon ng paggalaw
mga langis mula sa unang seksyon hanggang sa pangalawa.

Ang equation
Bernoulli sa buong paggamit
para sa pagkalkula ng mga linya ng pagsipsip ng mga bomba;
sa ibang mga kaso, ang unang termino,
karaniwang napapabayaan at isinasaalang-alang:

haydroliko
ang mga pagkalugi ay karaniwang nahahati sa lokal
pagkalugi at pagkalugi ng friction sa haba
pipelines (linear).

1.5.1
lokal na pagkalugi
Ang mga enerhiya ay dahil sa lokal
haydroliko na pagtutol,
nagiging sanhi ng pagbaluktot ng daloy. Lokal
ang mga resistensya ay: constrictions,
pagpapalawak, pag-ikot ng mga pipeline,
mga filter, control equipment at
regulasyon, atbp. Kapag dumadaloy
mga likido sa pamamagitan ng mga lokal na resistensya
ang bilis nito ay nagbabago at kadalasan ay mayroon
malalaking puyo ng tubig.

Pagkalugi
presyon mula sa mga lokal na pagtutol
tinutukoy ng formula Weisbach:

MPa
(o
Pa),

saan
 (xi) – drag coefficient o
pagkawala,

v
ay ang average na bilis ng daloy sa ibabaw ng cross section
sa isang tubo sa likod ng lokal na pagtutol, m/s;

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

Bawat isa
Nailalarawan ang lokal na pagtutol
sa pamamagitan ng coefficient value nito
.
Sa magulong daloy, ang mga halagapangunahing tinutukoy ng anyo ng lokal
paglaban at kaunting pagbabago
na may pagbabago sa laki ng seksyon, bilis
daloy ng likido at lagkit. Kaya
ipagpalagay na hindi sila nakadepende sa bilang
Reynolds Re.

Mga halaga
,
halimbawa, para sa mga tee na may pareho
ang mga diameter ng channel ay kinuha nang pantay,
kung:

batis
magdagdag ng up, diverge; daloy
pagdaan;

=0,5-0,6

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

=0,7

=0,9-1,2=2

sa
liko ng tubo

= 1.5-2, atbp.

Mga halaga
para sa mga tiyak na pagtutol na nakatagpo
sa mga sistema ng haydroliko ng kagamitan, na kinuha mula sa
sangguniang panitikan.

Sa
daloy ng laminar (Re

Pagkalugi
presyon mula sa mga lokal na pagtutol sa
Natutukoy ang daloy ng laminar sa pamamagitan ng
formula:

MPa

saan

_l
= aat laminar correction factor

Dami
pagkawala ng presyon sa pamantayan
mga hydraulic device para sa
karaniwang rate ng daloy ng nominal
nakalista sa kanilang mga teknikal na pagtutukoy.

1.5.2
Pagkawala sa
haba ng alitan
ay ang pagkawala ng enerhiya na nangyayari
sa mga tuwid na tubo ng palaging cross section,
mga. na may pare-parehong daloy ng likido,
at pagtaas sa proporsyon sa haba
mga tubo. Ang mga pagkalugi na ito ay dahil sa panloob
alitan sa isang likido, at samakatuwid ay mayroon
ilagay sa magaspang at makinis na mga tubo.

Pagkalugi
presyon ng alitan ng pipeline
ay tinutukoy ng formula Darcy:

MPa

saan
ay ang koepisyent ng alitan sa pipeline;

l
at d
- haba at panloob na diameter ng pipeline,
mm.

Ito
ang formula ay naaangkop pareho para sa laminar,
pati na rin sa magulong daloy; pagkakaiba
ay binubuo lamang sa mga halaga ng koepisyent

.

Sa
daloy ng laminar (Re

Sa
magulong daloy ng koepisyent ng friction
ay hindi lamang isang function ng Re, ngunit
depende din sa gaspang ng panloob
ibabaw ng tubo. Para sa haydroliko
makinis mga tubo,
mga. may kagaspangan na
halos hindi nakakaapekto sa paglaban nito,
magulong friction coefficient
ang mode ay maaaring matukoy ng formula PC.
Konakova:

tubo
ay itinuturing na haydroliko na makinis kung
(d/k)>(Re/20),
kung saan ang k ay ang katumbas na pagkamagaspang,
mm. Halimbawa, para sa bagong walang tahi na bakal
mga tubo k≈0.03
mm, at pagkatapos ng ilang taon ng operasyon
k≈0.2
mm, para sa mga bagong seamless na tubo na gawa sa
non-ferrous na mga metal k≈0.005
mm. Ang mga tubo na ito ay kadalasang ginagamit sa
haydroliko na mga sistema ng mga kagamitan sa makina.

Coefficient
alitan sa magulong rehimen ay maaaring
matukoy sa pamamagitan ng formula Altshulya,
pagiging unibersal (i.e. naaangkop
sa anumang kaso):

2. Mga katangian ng daloy ng module ng daloy ng pipeline

Tandaan natin
linear loss formula - Darcy formula
- Weisbach:
.

Express
sa formula na ito, ang bilis ng V
sa pamamagitan ng daloy Q
mula sa ratio
:

.
(6.1)

Para sa
pipeline ng isang tiyak na diameter
kumplikado ng mga dami
sa pagpapahayag (6.1) ay maaaring ituring bilang ang dami
pare-pareho (1/K2),
maliban sa hydraulic coefficient
alitan λ. Batay sa konsepto
average na bilis ng ekonomiya V_s.e
ipakita natin na ang ipinahiwatig na koepisyent λ
maaaring maiugnay sa kumplikadong ito, dahil v
Sa kasong ito, ang Reynolds number ay magiging
may tiyak na kahulugan:
,
at sa plot ng Nikuradze, ang coefficient λ in
ang kasong ito ay magkakaroon ng tiyak
ibig sabihin.

Pangatwiranan
pagiging lehitimo ng pagpapakilala ng konsepto
average na bilis ng ekonomiya tulad ng sumusunod
pangangatwiran.

haydroliko
sistema, tulad ng pagtutubero,
maaari mong laktawan ang isang tiyak na gastos
ginawa mula sa mga tubo ng iba't ibang diameters. Sa
Kasabay nito, na may pagtaas sa diameter d,
samakatuwid, ang pagbaba sa bilis ng V
tataas ang mga gastos sa kapital, at
mga gastos sa pagpapatakbo ay
pagbaba dahil sa pagbaba ng haydroliko
pagkalugi. Ang bilis ng kabuuang
magiging minimal ang mga gastos
tatawaging pangkaraniwang ekonomiya
bilis V_s.e
= 0.8 ... 1.3 m / s (Larawan 6.1).

fig.6.1

Pagkatapos
ang linear loss formula (6.1) ay kumukuha ng form

,
(6.2)

saan
K - katangian ng daloy ng pipeline
(flow modulus), nakasalalay sa materyal
pipeline, diameter at daloy. ay kinuha
mula sa mga talahanayan.