Föreläsning 6
Förlust av specifik energi (tryck), inkluderad i Bernoullis ekvation
,
är resultatet av hydrauliskt motstånd.
Hydrauliskt motstånd - friktionskrafter som uppstår i vätskan under dess rörelse och orsakar huvudförlust.
Välj nästa största rörstorlek. Därför finns det två alternativ för denna applikation. Maximalt tryckhöjd som krävs på pumpen = statiska kopplingar med friktionshuvud. Välj lämplig eller näst största rörstorlek. Om utloppsledningen korsar den valda rörstorleken, övervaka den för att hitta tryckhöjdsförlusten per 100 m rörlängd. Beräkna total förlust friktion i röret.
I figuren identifierar du typen och antalet olika kopplingar som används i rörledningen. I det här exemplet finns inga utrymmen för ökade utsläpp när tryckklass väljs. Trycklösa rör är konstruerade för att fungera fullt ut under förväntade maximala flödesförhållanden. Men under en betydande tidsperiod arbetar rören under andra förhållanden än fullt flöde, och under dessa förhållanden fungerar de som öppna kanaler av fri vätska till luftens yta.
Bestämning av energiförluster genom flöde är en av de viktigaste frågorna i nästan alla hydrauliska beräkningar. Med tanke på denna fråga kommer vi att komma ihåg förlusten av energi genom ett flöde i en stationär kanal (rör, kanal), på grund av arbetet med endast friktionskrafter (externa och interna) som uppstår i vätskan under dess rörelse. Det är denna förlust av specifik energi (tryckförlust) som Bernoulli-ekvationen tar hänsyn till.
Bestäm flödeshastigheten och återställ under fullt flöde
I dessa fall bör man överväga att upprätthålla en lägsta transporthastighet för att förhindra att fasta ämnen sedimenterar och blockerar rörledningen. Från figuren nedan för ett delflöde av delen, för ett proportionellt djup på 44, är den proportionella urladdningen 4 och den proportionella hastigheten if.
Vätskeflöde genom ett rör motstår viskösa skjuvpåkänningar i vätskan och turbulens som strömmar längs rörets innervägg, vilket beror på rörmaterialets grovhet. Detta motstånd kallas rörfriktion och mäts vanligtvis i fot eller meter vätskehöjd, varför det också kallas tryckförlust på grund av rörfriktion.
Det finns två typer av tryckförluster:
Huvudförlust längs längden, betecknad med ;
Lokal huvudförlust, betecknad med .
Tryckförlusten längs längden är den del av flödets energi som går åt till att övervinna friktion i kanalernas raka sektioner (rör, kanal), där vätskans rörelse är likformig eller något ojämn (jämnt föränderlig) . Denna energi omvandlas till värme och går oåterkalleligt förlorad av flödet.
Under årens lopp har en stor mängd forskning gjorts för att fastställa olika formler som kan beräkna rörförluster i ett rör. Mycket av detta arbete har utvecklats från experimentella data. Den totala tryckhöjdsförlusten i ett rör beror på ett antal faktorer, som inkluderar vätskans viskositet, storleken på rörets innerdiameter, den inre grovheten hos rörets inre yta, förändringen i höjd mellan ändarna av röret och längden på röret genom vilket vätskan färdas.
Ventiler och beslag på röret bidrar också till den totala tryckhöjdsförlusten som uppstår, dessa måste dock beräknas separat för rörväggsfriktionsförluster med metoden. Darcy-formeln, eller Darcy-Weisbach-ekvationen som den hänför sig till, anses nu vara den mest exakta formeln för rörfriktionsförlust, och även om den är svårare att beräkna och använda än den andra friktionsförlustformeln, med datorernas tillkomst, har den nu bli en standardekvation för ingenjörer.-hydraulingenjörer.
Lokala tryckförluster är den del av energin som också läggs på att övervinna friktion, men på platser där flödet genomgår en kraftig deformation, vilket gör att vätskans likformiga rörelse störs på ett relativt litet område.
Flödesdeformation (överträdelse enhetlig rörelse) uppstår när det kommer in i röret, med en kraftig expansion och sammandragning av rörledningen, på platser där ventiler, ventiler är installerade, när röret vrids, etc.
Weisbach föreslog först de samband vi nu känner till som Darcy-Weisbach-ekvationen eller Darcy-Weisbach-formeln för att beräkna friktionsförluster i ett rör. Slutligen tillhandahölls en metod för att bestämma den exakta friktionskoefficienten, och detta stimulerade användningen av Darcy-Weisbach-ekvationen, som snabbt blev den valda metoden för hydraulingenjörer.
Detta i sig utökade användningen av Darcy-Weisbach-formeln till den punkt där de flesta andra ekvationer inte längre används. Innan advent personliga datorer Hazen-Williams formel har varit extremt populär bland pipelineingenjörer på grund av dess relativt enkla designegenskaper.
Huvudförlusten längs längden bestäms av formeln A. Darcy - J. Weisbach:
För runda rör
För rörledningar av valfri tvärsnittsform
. (84)
Lokala tryckförluster bestäms av formeln enligt J. Weisbach.
Hydrauliskt motstånd
Motståndet hittar vi vid ingången till radiatorn
Hazen-Williams ekvation ger också bra resultat när vätskan är vatten och kan orsaka stora felaktigheter när den inte är det. Imperial form av Hazen-Williams formel. Friktionsförlustresultat är endast tillämpbara på vätskor med en kinematisk viskositet på 13 centistokes, där flödeshastigheten är mindre än 10 fot per sekund och rördiametern är större än 2 tum. Allmän friktionskoefficient.
Vi kommer att ha att den enda energi som kan "förloras" genom påverkan av vätskerörelse längs ledningen beror på höjden eller tryckbelastningen, eftersom höjden är en parameter som beror på de topografiska egenskaperna hos den specificerade konduktiviteten och belastningen Hastigheten beror endast på flödeshastigheten och naturligtvis på geometrin hos den betraktade konduktiviteten.
I pipelines ( a. hydrauliskt motstånd; n. hydraulisk bredare stativ; f. motståndshydraulik; Och. perdida de presion por rozamiento) - motstånd mot rörelse av vätskor (och gaser) som tillhandahålls av rörledningen. G. s. på rörledningssektionen uppskattas av värdet av det "förlorade" trycket ∆p, vilket är den del av flödets specifika energi, som irreversibelt spenderas på motståndskrafternas arbete. Med ett jämnt flöde av vätska (gas) i en cirkulär rörledning bestäms ∆p (n/m 2) av formeln
Således får vi att den totala höjden eller energin kommer att minska i rörelseriktningen beroende på friktionsförluster, eller med andra ord, på grund av motståndet hos ledningsytan i kontakt med vätskan, kommer att föreslå rörelsen från den genom den.
Teori om lokalt motstånd
Låt oss se hur vi definierar denna typ av förlust. Det finns flera teoretiska och empiriska ekvationer som gör det möjligt att uppskatta friktionsförlusten i samband med flöde genom en given sektion av rör. Bland de vanligaste användningsområdena för försäkring hittar vi följande i bibliografin.
Där λ är koefficienten. hydraulisk rörledningsmotstånd; u - jfr. tvärsnittsflödeshastighet, m/s; D - int. rörledningsdiameter, m; L - rörledningslängd, m; ρ - vätskor, kg/m 3.
Lokal G. med. uppskattas enligt formeln 
där ξ - koefficient. lokalt motstånd.
Under operationen huvudledningar G. s. ökar på grund av paraffin (oljeledningar), ansamling av vatten, kondensat eller bildning av kolvätegashydrater (gasledningar). För att minska G. s. producera med jämna mellanrum. rengöring av insidan håligheter i rörledningar skrapor eller distanser. Centimeter. Se även Hydraulisk transport. V. A. Yufin.
Detta är ekvationen som används av Excellence i studien av fritt ytflöde. Detta är en teoretisk ekvation som används för att beräkna friktionsförluster i trycksatta system. Även om denna ekvation är fullt utvecklad i grundläggande klassisk fysik, vilket gör den tillämpbar på nästan alla typer av vätska och i olika tillämpningar, har dess användning inte utökats på grund av det svåra, som är beräkningen av friktionskoefficienten, implementeringen av iterationer , eller användning av numeriska metoder för att uppnå upplösning. Med andra ord, flera forskare vid den tiden kom med framgångsrika förslag till definition av explicita uttryck för beräkning av friktionskoefficienten i Darcy-Weisbach-ekvationen. Dessutom, för närvarande, med utvecklingen av datorer och relaterade program, är det inte svårt att använda denna ekvation för att beräkna friktionsförluster i ledningar. Hazen-Williams ekvation. Detta är en empirisk ekvation av utökad användning inom anläggningsområdet för beräkning av friktionsförluster i tryckrörledningar.
- Manning ekvation.
- Darcy-Weisbach.
Mountain Encyclopedia. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. Redigerad av E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .
Se vad "Hydrauliskt motstånd" är i andra ordböcker:
- Bestäm diametern på röret i system med gravitation.
- Det handlar om utformning av spöken mellan vattentäkten och befolkningscentrum.
hydrauliskt motstånd- Motstånd mot rörelse av en vätska, vilket leder till förlust av mekanisk energi i flödet. [GOST 15528 86] hydrauliskt motstånd Motstånd som uppträder i en rörlig vätska på grund av inverkan av yttre eller inre friktionskrafter, och manifesterar sig ... Teknisk översättarhandbok
Friktionsförlustuppskattning med hjälp av Hazen-Williams ekvation
Mannings ekvation, kommer vi att utveckla den i en annan artikel när vi behandlar ledningar som verkar på en fri yta. Denna ekvation i metriska enheter uttrycks enligt följande. Kanske för oss som kan ämnet lite, uttrycket ovan är inte något "bekant", så med tanke på att tillämpningen av denna ekvation är att beräkna friktionsförluster i rör helt fyllda med vatten, och med hjälp av kontinuitetsekvationen, för att uttrycka det som en funktion av flödeshastigheten och rörets diameter och längd kommer vi att ha det mest kända uttrycket för den totala friktionsförlusten.
Motstånd mot förflyttning av vätskor (och gaser) genom rör, kanaler etc. på grund av deras viskositet (se HYDRODYNAMISK MOTSTÅND). Fysisk encyklopedisk ordbok. Moskva: Sovjetiskt uppslagsverk. Chefsredaktör A. M. Prokhorov. 1983... Fysisk uppslagsverk
Samma som hydrodynamiskt motstånd, men termen används vanligtvis inom hydraulik ... Stor encyklopedisk ordbok
Den här tabellen visar några värden i rör tillverkade av vanliga material. I hans kataloger anges som regel de rekommenderade värdena för denna koefficient. Dessutom, när man väljer ett värde för en design, är det viktigt att tänka på att rörens och rörens yta med tiden tenderar att bli grovare och därför tenderar friktionskoefficienten att bli mindre, vilket resulterar i en minskning av den initiala ledande kapacitansen. .
Tillämpning av friktionsförlustekvationen i hydraulisk rörkonstruktion
Med tanke på dess empiriska natur måste det sägas att Hazen-Williams ekvation har sina begränsningar, som ett resultat, naturligtvis, av tester och tester som utfördes av dess skapare under dessa år. Den kan endast användas för att beräkna friktionsförluster i system som transporterar vatten vid "normala" temperaturer och i turbulenta flödesförhållanden. Den är inte tillämpbar på extremt grova rör, d.v.s. den bör inte användas för mycket låga friktionskoefficienter. Den bör inte användas för diametrar mindre än 50 mm, även om dess användning är tillåten för design av sanitära installationer i byggnader där diametrar under detta värde dominerar. Användningen av energiprincipen i kombination med någon av friktionsförlustekvationerna är användbar vid design av vattenförsörjningssystem.
hydrauliskt motstånd- 3.16. hydrauliskt motstånd: Tryckförlusten i pannan, mätt som tryckskillnaden mellan inlopps- och utloppsrören vid ett volymflöde som motsvarar den märkta värmeeffekten [EN 303-1]. Källa … Ordboksuppslagsbok med termer för normativ och teknisk dokumentation
Vanligtvis känner vi till flödeshastigheten för frekvensomriktaren och skillnaden mellan linjens startpunkt och slutpunkt, vilket är helt beroende av de topografiska förhållandena. Genom att ställa in materialet för röret kan vi veta friktionskoefficienten, med det enda okända är diametern. Energiekvationsgapet, inklusive termen friktionsförlust, kommer att resultera i den erforderliga diametern för att leda det erforderliga flödet. Bestäm flödet som leds i systemet där geometrin är känd. Detta är fallet när vi vill fastställa vad som är körförmågan, från vilken alla geometriska och fysiska egenskaper är kända. Bestäm den tillgängliga tryckbelastningen någon gång i vattenförsörjningssystemet. I vattendistributionsnät är det nödvändigt att fastställa tryckbelastningen på vissa punkter i det för att fastställa om det operativa företagets lagstadgade krav följs.
Samma som hydrodynamiskt motstånd, men termen används vanligtvis inom hydraulik. * * * HYDRAULISK MOTSTÅND HYDRAULISK MOTSTÅND, samma som hydrodynamiskt motstånd (se HYDRODYNAMISK MOTSTÅND), men termen ... ... encyklopedisk ordbok
hydrauliskt motstånd- hidraulinis pasipriešinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. flödesmotstånd; hydrauliskt motstånd vok. Strömungswiderstand, m rus. hydrauliskt motstånd, m; flödesmotstånd, n pranc. motstånd hydraulisk, f … Fizikos terminų žodynas
Beräkning av önskad diameter
Följande figur visar ett diagram över ett enkelt rör mellan två dammar. I sådana problem kommer vi att överväga energiekvationen, och försumma termen lasthastighet, mellan startpunkten för röret, vid utloppet av tank 1, och ankomstpunkten, vid ingången till tanken.
Observera att tillvägagångssättet inte behöver känna till höjden på röret eller höjden på vattnet ovanför det i dess kollision med dammarna, eftersom balanseringen utförs enligt den Piezometriska höjden i var och en av dem, vilket motsvarar höjden på vattnet som tillförs som data.
Motstånd mot förflyttning av vätskor (och gaser) genom rör, kanaler, etc., på grund av deras viskositet. För mer information, se Hydrodynamiskt dra... Stora sovjetiska encyklopedien
