Учет шероховатости труб

Для характеристики технической шероховатости труб из раз­личных материалов с учетом производства и их состояния в ходе эксплуатации используется понятие так называемой эквивалентной абсолютной шероховатости k_э. Это понятие применяется в форму­лах для определения коэффициента гидравлического трения λ. Эк­вивалентная абсолютная шероховатость k_э есть такая высота вы­ступов искусственной однородной равномерно-зернистой абсолют­ной шероховатости, при которой получаемые расчетом значения λ такие же, как и при действительной шероховатости. По-другому, эквивалентная абсолютная шероховатость k_э есть размер фрак­ций песка для создания искусственной шероховатости (как в опы­тах И. И. Никурадзе), создающей такое же сопротивление дви­жению в трубопроводе, как и действительная техническая шеро­ховатость.

Значения k_э устанавливаются не измерениями высот выступов, а определяются из опытов при гидравлических испытаниях труб путем пересчетов по соответствующим формулам для λ. Так как значения k_э устанавливаются по опытам, то при этом учитываются не только высоты выступов, но и также их форма, плановое рас­положение, т. е. характер технической шероховатости труб в це­лом. Значения эквивалентной абсолютной шероховатости k_э могут быть в несколько раз больше или меньше значений абсолютной шероховатости k. Значения эквивалентной шероховатости k_э при­водятся в справочниках [8, 16, 54, 55] и другой литературе.

Некоторые значения k_э (в мм) для труб:

Трубы стальные цельнотянутые после ряда лет эксплуатации 0,15—0,30 Трубы стальные сварные, умеренно заржавленные . . . 0,3—0,7 Трубы стальные сварные, старые заржавленные .... 0,8—1,6 Трубы стальные сварные, сильно заржавленные, с отложе­ ниями 2—4

Трубы чугунные новые без покрытия 0,2—0,5

Трубы чугунные, бывшие в употреблении 0,5—1,5

Трубы чугунные, очень старые 2,0—4,0

Трубы бетонные с хорошей затиркой поверхности . . . 0,3—0,8

Трубы бетонные при среднем качестве работ .... 2,5

Трубы бетонные, грубо обработанные 3,0—9,0

При гидравлических расчетах стальных трубопроводов систем отопления принимаются следующие значения эквивалентной ше­роховатости [47]: для паропроводов и водоводов k_э = 0,2 мм; для конденсатопроводов k_э = 0,5 мм.

§ 6.4. Местные гидравлические сопротивления,

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Местные сопротивления широко распространены в гидравличе­ских системах. Так, в трубопроводах систем водоснабжения, ото­пления, вентиляции, топливоснабжения и т. п. местные сопротивления являются конструктивными элементами, обеспечивающими трассировку систем, регулирование их работы и др. (повороты, тройники, расширения и сужения, задвижки, краны, клапаны, сет­ки, фильтры и др.)· Местные сопротивления вызывают возмуще­ния и деформации потоков жидкости и газа. В местах местных сопротивлений изменяется конфигурация поперечных сечений по­тока, искривляются линии токов, усиливается турбулентность, возникают вихреобразования и отрывы потока от стенок, видо­изменяются эпюры местных скоростей в сечениях, образуются пульсации скоростей. Средние скорости изменяются по значениям или направлениям (или одновременно по значениям и направ­лениям). Очевидно, что на гидравлические процессы в местах местных сопротивлений расходуется энергия потока.

В гидравлических системах встречаются разнообразные виды местных сопротивлений. Так, можно выделить некоторые основ­ные группы сопротивлений, обусловливающие: изменения значений скоростей потоков (внезапные расширения и сужения, диффузо­ры, конфузоры); изменения направлений скоростей (колена, отво­ды) ; слияние и разделение потоков (тройники, отводы); регули­рование движения потоков (краны, дроссели, задвижки, клапаны) и др. Потери напора от местных сопротивлений в магистральных водопроводах обычно составляют до 10% путевых потерь, а в вентиляционных системах могут быть больше путевых.