Трубопроводный транспорт нефти Вайншток часть 1

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

нЦпзйгйЙауЦлдав кДлуЦн 8 еДЙалнкДгъзхп

зЦонЦикйЗйСйЗ ика лнДсайзДкзйе кЦЬа-

É ã Ä Ç Ä еЦ иЦкЦдДуда

8.1. алпйСзхЦ СДззхЦ Сгь нЦпзйгйЙауЦлдйЙй кДлуЦнД

иУТОВ ЪУ„У, Н‡Н ‚˚· ‡М‡ Ъ ‡ТТ‡ МВЩЪВФ У‚У- ‰‡ Л УФ В‰ВОВМ‡ В„У Ф УЪflКВММУТЪ¸, ФВ ВıУ‰flЪ Н ЪВıМУОУ„Л- ˜ВТНЛП ‡Т˜ВЪ‡П.

ᇉ‡˜ВИ ЪВıМУОУ„Л˜ВТНЛı ‡Т˜ВЪУ‚ fl‚ОflВЪТfl ‚˚·У ЪВıМУОУ„Л˜ВТНЛı Ф‡ ‡ПВЪ У‚ Ф УВНЪЛ ЫВПУИ ТЛТЪВП˚. З ˝ЪЫ Б‡‰‡˜Ы ‚ıУ‰ЛЪ, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ, В¯ВМЛВ ТОВ‰Ы˛˘Лı ‚УФ УТУ‚:

‚˚·У ‰Л‡ПВЪ ‡ МВЩЪВФ У‚У‰‡ Л ˜ЛТО‡ ФВ ВН‡˜Л‚‡˛˘Лı ТЪ‡МˆЛИ;

УФ В‰ВОВМЛВ ПВТЪ ‡БПВ˘ВМЛfl ФВ ВН‡˜Л‚‡˛˘Лı ТЪ‡МˆЛИ;‡Т˜ВЪ ВКЛПУ‚ ˝НТФОЫ‡Ъ‡ˆЛЛ МВЩЪВФ У‚У‰‡.

иВ ‚‡fl ЛБ ˝ЪЛı Б‡‰‡˜ В¯‡ВЪТfl ‚ Ъ Л ˝Ъ‡Ф‡. лМ‡˜‡О‡ УТЫ- ˘ВТЪ‚Оfl˛ЪТfl ПМУ„У‚‡ Л‡МЪМ˚В ЪВıМУОУ„Л˜ВТНЛВ ‡Т˜ВЪ˚ МВЩЪВФ У‚У‰‡ Ф Л ЛБ‚ВТЪМ˚ı ‰Л‡ПВЪ В (‰Л‡ПВЪ ‡ı) П‡„ЛТЪ ‡- ОЛ Л ˜ЛТОВ ФВ ВН‡˜Л‚‡˛˘Лı ТЪ‡МˆЛИ. б‡ЪВП ‚˚ФУОМflВЪТfl ˝НУМУПЛ˜ВТН‡fl УˆВМН‡ ТЪУЛПУТЪЛ (Н‡ФЛЪ‡О¸М˚ı ‚ОУКВМЛИ Л ˝НТФОЫ‡Ъ‡ˆЛУММ˚ı Б‡Ъ ‡Ъ) Н‡К‰У„У ЛБ ‡ТТПУЪ ВММ˚ı ‚‡-Л‡МЪУ‚ Л, М‡НУМВˆ, М‡ УТМУ‚В ЪУ„У ЛОЛ ЛМУ„У Н ЛЪВ Лfl УФЪЛП‡О¸МУТЪЛ ‚˚·Л ‡ВЪТfl М‡ЛОЫ˜¯ЛИ ‚‡ Л‡МЪ ЛБ ‚УБПУК-

Ì˚ı.

ЗЪУ ‡fl Б‡‰‡˜‡ В¯‡ВЪТfl М‡ УТМУ‚В ВБЫО¸Ъ‡ЪУ‚ ЪВıМЛНУ- ˝НУМУПЛ˜ВТНУИ УФЪЛПЛБ‡ˆЛЛ, ‚˚ФУОМВММУИ М‡ Ф В‰˚‰Ы˘ВП ˝Ъ‡ФВ, Л ЛМЩУ П‡ˆЛЛ У ‡ИУМВ Ф УОВ„‡МЛfl МВЩЪВФ У‚У‰‡, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ, М‡ОЛ˜ЛЛ М‡ТВОВММ˚ı ФЫМНЪУ‚, ФУ‰˙ВБ‰М˚ı ‰У У„, ОЛМЛИ ˝ОВНЪ УФВ В‰‡˜ Л Ъ.Ф.

н ВЪ¸fl Б‡‰‡˜‡ В¯‡ВЪТfl ФУТОВ НУМН ВЪЛБ‡ˆЛЛ Ф‡ ‡ПВЪ У‚ МВЩЪВФ У‚У‰‡, ФУОЫ˜ВММУИ М‡ ФВ ‚˚ı ˝Ъ‡Ф‡ı ЪВıМУОУ„Л˜ВТНУ-

193

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

„У Ф УВНЪЛ У‚‡МЛfl, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ, ФУТОВ ‚˚·У ‡ НУМН ВЪМУ„У У·У Ы‰У‚‡МЛfl, ЫТЪ‡М‡‚ОЛ‚‡ВПУ„У М‡ ОЛМВИМУИ ˜‡ТЪЛ Л ФВ ВН‡- ˜Л‚‡˛˘Лı ТЪ‡МˆЛflı. З ‡Т˜ВЪ ВКЛПУ‚ ˝НТФОЫ‡Ъ‡ˆЛЛ МВЩЪВ- Ф У‚У‰‡ ‚ıУ‰flЪ ЫЪУ˜МВММ˚В (ФУ‚В У˜М˚В) ‡Т˜ВЪ˚ Ф УФЫТНМУИ ТФУТУ·МУТЪЛ МВЩЪВФ У‚У‰‡ Н‡Н ‚ МУПЛМ‡О¸М˚ı, Ъ‡Н Л ‚ МВ ‡Т˜ВЪМ˚ı ЫТОУ‚Лflı; УФ В‰ВОВМЛВ ‰‡‚ОВМЛИ ‰Ó (‚ ÎËÌËflı ‚Ò‡Ò˚‚‡ÌËfl) Ë ФУТОВ (‚ ОЛМЛflı М‡„МВЪ‡МЛfl) ФВ ВН‡˜Л‚‡˛˘Лı ТЪ‡МˆЛИ; В¯ВМЛfl ‚УФ УТУ‚ У МВУ·ıУ‰ЛПУТЪЛ В„ЫОЛ У‚‡МЛflВКЛПУ‚ ФВ ВН‡˜НЛ.

СОfl ЪВıМУОУ„Л˜ВТНЛı ‡Т˜ВЪУ‚ МВЩЪВФ У‚У‰‡ МВУ·ıУ‰ЛП‡ ЛМЩУ П‡ˆЛfl У Ф УЛБ‚У‰ЛЪВО¸МУТЪЛ Л Ф УЪflКВММУТЪЛ МВЩЪВ- Ф У‚У‰‡, ‡ТФУО‡„‡ВПУП М‡ТУТМУП Л В„ЫОЛ Ы˛˘ВП У·У Ы‰У- ‚‡МЛЛ, ı‡ ‡НЪВ ЛТЪЛН‡ı Ъ Ы·, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ, У· У„ ‡МЛ˜ВМЛflı М‡ П‡НТЛП‡О¸МУ ‰УФЫТЪЛП˚В ‰‡‚ОВМЛfl, У ТЪУЛПУТЪflı УТМУ‚- МУ„У Л ‚ТФУПУ„‡ЪВО¸МУ„У У·У Ы‰У‚‡МЛfl, ТЪУЛПУТЪЛ ТЪ УЛ- ЪВО¸МУ-ПУМЪ‡КМ˚ı ‡·УЪ Л Ъ. ‰. ᇉ‡МЛВ М‡ Ф УВНЪЛ У‚‡МЛВ ТУТЪ‡‚Оfl˛Ъ ‚ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЛЛ Т Ъ В·У‚‡МЛflПЛ лзЛи 1.02.01–85. щЪУ Б‡‰‡МЛВ ‰УОКМУ ТУ‰В К‡Ъ¸:

М‡ЛПВМУ‚‡МЛfl М‡˜‡О¸МУ„У Л НУМВ˜МУ„У ФЫМНЪУ‚ МВЩЪВФ У- ‚У‰‡;

„ ЫБУФУЪУН ‚ МВЩЪВФ У‚У‰В (ПОМ Ъ/„У‰) Ф Л ФУОМУП ‡Б‚Л- ЪЛЛ Т ЫН‡Б‡МЛВП УТЪ‡ Б‡„ ЫБНЛ ФУ ˝Ъ‡Ф‡П;

ФВ В˜ВМ¸ МВЩЪВИ (ЛОЛ Лı ТПВТВИ), ФУ‰ОВК‡˘Лı Ъ ‡МТФУ - ЪЛ У‚НВ Т ЫН‡Б‡МЛВП Лı Т‚УИТЪ‚: ФОУЪМУТЪЛ, ‚flБНУТЪЛ (Ф Л ‰‚Ыı БМ‡˜ВМЛflı ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚), ЫФ Ы„УТЪЛ М‡Т˚˘ВММ˚ı Ф‡ У‚, ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ Б‡ТЪ˚‚‡МЛfl Л Ъ.Ф. (ТП. Ъ‡·О. 4.1);

ФВ В˜ВМ¸ ФЫМНЪУ‚ Т· УТ‡ Л ФУ‰Н‡˜ВН МВЩЪВИ Т ЫН‡Б‡МЛВП Лı У·˙ВПУ‚ ФУ ТУ Ъ‡П;

ЫТОУ‚Лfl ФУТЪ‡‚НЛ, Ф ЛВП‡ Л УЪ„ ЫБНЛ;ВНУПВМ‰‡ˆЛЛ ФУ У „‡МЛБ‡ˆЛЛ ЫФ ‡‚ОВМЛfl Л Ъ.Ф.

194

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

í ‡ · Î Ë ˆ ‡ 8.2

зУ П‡ЪЛ‚М‡fl „У‰У‚‡fl Ф У‰УОКЛЪВО¸МУТЪ¸ (‚ ТЫЪН‡ı) ‡·УЪ˚ П‡„ЛТЪ ‡О¸М˚ı МВЩЪВФ У‚У‰У‚

и Л П В ˜ ‡ М Л В. З ТНУ·Н‡ı ЫН‡Б‡М˚ БМ‡˜ВМЛfl Ф‡ ‡ПВЪ У‚ ‰Оfl ТОУК- М˚ı ЫТОУ‚ЛИ Ф УıУК‰ВМЛfl МВЩЪВФ У‚У‰У‚ (Б‡·УОУ˜ВММ‡fl ПВТЪМУТЪ¸, „У - М˚В Ы˜‡ТЪНЛ), ВТОЛ ЪУО¸НУ ‚ ˝ЪЛı ЫТОУ‚Лflı М‡ıУ‰ЛЪТfl МВ ПВМВВ 30 % У·˘ВИ Ф УЪflКВММУТЪЛ Ъ Ы·УФ У‚У‰‡.

и УФЫТНМ‡fl ТФУТУ·МУТЪ¸ МВЩЪВФ У‚У‰‡ УФ В‰ВОflВЪТfl ФУ „ ЫБУФУЪУНЫ Л ˜ЛТОЫ ‡·У˜Лı ‰МВИ Т Ы˜ВЪУП Б‡Ъ ‡Ъ ‚ ВПВМЛ М‡ ЪВıМЛ˜ВТНУВ У·ТОЫКЛ‚‡МЛВ МВЩЪВФ У‚У‰‡, Н‡ФЛЪ‡О¸М˚ИВПУМЪ Л ОЛН‚Л‰‡ˆЛ˛ ФУ‚ ВК‰ВМЛИ, ‡ Ъ‡НКВ М‡ УФУ УКМВМЛВ Л Б‡ФУОМВМЛВ ВБВ ‚Ы‡ У‚ (Ъ‡·О. 8.1, 8.2).

и УФЫТНМ‡fl ТФУТУ·МУТЪ¸ МВЩЪВФ У‚У‰‡ УФ В‰ВОflВЪТfl ЫПМУКВМЛВП ТЫЪУ˜МУИ Ф УФЫТНМУИ ТФУТУ·МУТЪЛ М‡ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ kÔ, Ы˜ЛЪ˚‚‡˛˘ЛИ ‚УБПУКМУТЪ¸ ФВ В ‡ТФ В‰ВОВМЛfl ФУЪУНУ‚ ‚ Ф УˆВТТВ В„У ˝НТФОЫ‡Ъ‡ˆЛЛ.

СОfl У‰МУЪ Ы·М˚ı (У‰МУМЛЪУ˜М˚ı) МВЩЪВФ У‚У‰У‚ kÔ1,07; ‰Оfl Ф‡ ‡ООВО¸М˚ı ‰‚ЫıЪ Ы·М˚ı (‰‚ЫıМЛЪУ˜М˚ı) МВЩЪВ- Ф У‚У‰У‚, У· ‡БЫ˛˘Лı В‰ЛМЫ˛ ТЛТЪВПЫ, kÔ 1,05; ‰Оfl МВЩЪВ- Ф УП˚ТОУ‚˚ı П‡„ЛТЪ ‡ОВИ kÔ 1,10.

8.2. мкДЗзЦзаЦ ЕЦкзмгга Сгь муДлндД зЦонЦикйЗйСД

З УТМУ‚В „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛı ‡Т˜ВЪУ‚ Ы˜‡ТЪН‡ Ъ Ы·УФ У‚У‰‡, ФУ НУЪУ УПЫ УТЫ˘ВТЪ‚ОflВЪТfl ФВ ВН‡˜Н‡ МВЩЪЛ ( ЛТ. 8.1) ОВКЛЪ ıУ У¯У ЛБ‚ВТЪМУВ Ы ‡‚МВМЛВ ЕВ МЫООЛ:

‚ ÍÓÚÓ ÓÏ p1, p2 – ‰‡‚ОВМЛВ ‚ ТВ˜ВМЛflı ı1, ı2 МВЩЪВФ У‚У‰‡, ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ; z1, z2 – ‚˚ТУЪМ˚В УЪПВЪНЛ ˝ЪЛı ТВ˜ВМЛИ, ‡

h1–2 – ÔÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ ̇ Û˜‡ÒÚÍ [ı1, ı2] Ú Û·ÓÔ Ó‚Ó‰‡. éÚÌÓ¯ÂÌË p/ρg ̇Á˚‚‡ÂÚÒfl Ф¸ВБУПВЪ Л˜ВТНЛП Ì‡ÔÓ ÓÏ, ‡ ‚Â-

΢Ë̇ z – „ВУПВЪ Л˜ВТНЛП Ì‡ÔÓ ÓÏ ‚ Ò˜ÂÌËË x Ú Û·ÓÔ Ó- ‚Ó‰‡. é·Â ‚Â΢ËÌ˚ ËÁÏ fl˛ÚÒfl ‚ ÏÂÚ ‡ı.

195

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

кЛТ. 8.1. д „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУПЫ ‡Т˜ВЪЫ Ы˜‡ТЪН‡ МВЩЪВФ У‚У‰‡

èÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ h1–2 М‡ Ы˜‡ТЪНВ 1–2 МВЩЪВФ У‚У‰‡ ТУТЪУflЪ ЛБ ‰‚Ыı ˜‡ТЪВИ:

è ‚‡fl ËÁ ÌËı ̇Á˚‚‡ÂÚÒfl ÔÓÚ ÂÈ Ì‡ÔÓ ‡ ̇ Ú ÂÌËÂ,

(УМ‡ ‚˚ ‡К‡ВЪ ФУЪВ Л ПВı‡МЛ˜ВТНУИ ˝МВ „ЛЛ Б‡ Т˜ВЪ ТЛО ‚МЫЪ ВММВ„У Ъ ВМЛfl ТОУВ‚ ‚flБНУИ МВЩЪЛ ‰ Ы„ У ‰ Ы„‡), ‚ЪУ-

‡fl – ФУЪВ ВИ М‡ФУ ‡ М‡ Ф ВУ‰УОВМЛВ ПВТЪМ˚ı ТУФ УЪЛ‚ОВМЛИ (ТЫКВМЛИ, ФУ‚У УЪУ‚, Б‡‰‚ЛКВН Л Ъ.Ф.).

èÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ hτ (Ï) ̇ Ú ÂÌË ‡ÒÒ˜ËÚ˚‚‡˛Ú ÔÓ ÙÓ ÏÛÎÂ

М‡Б˚‚‡ВПУИ ЩУ ПЫОУИ С‡ ТЛ – ЗВИТ·‡ı‡. З ˝ЪУИ ЩУ ПЫОВ u – Ò Â‰Ìflfl ÔÓ Ò˜ÂÌ˲ ÒÍÓ ÓÒÚ¸ Ô Â͇˜ÍË (u = 4Q/πd2);

d – ‚МЫЪ ВММЛИ ‰Л‡ПВЪ Ъ Ы·УФ У‚У‰‡; L1–2 = x2 – x1 –

‰ÎË̇ Û˜‡ÒÚ͇ Ú Û·ÓÔ Ó‚Ó‰‡ ÏÂÊ‰Û ‡ÒÒÏ‡Ú Ë‚‡ÂÏ˚ÏË Ò˜Â- ÌËflÏË x1 Ë x2; λ – ÍÓ˝ÙÙˈËÂÌÚ „ˉ ‡‚΢ÂÒÍÓ„Ó ÒÓÔ ÓÚË‚- ÎÂÌËfl.

èÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ hÏ (П) М‡ Ф ВУ‰УОВМЛВ ПВТЪМ˚ı ТУФ УЪЛ‚- ОВМЛИ ‡ТТ˜ЛЪ˚‚‡˛Ъ ФУ ЩУ ПЫОВ

196

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

‚ ÍÓÚÓ ÓÈ ζj – НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ˚ ПВТЪМ˚ı ТУФ УЪЛ‚ОВМЛИ, ‡ ТЫППЛ У‚‡МЛВ УТЫ˘ВТЪ‚ОflВЪТfl ФУ ‚ТВП ТУФ УЪЛ‚ОВМЛflП, ЛПВ- ˛˘ЛПТfl М‡ Ы˜‡ТЪНВ 1–2.

аМУ„‰‡ М‡ОЛ˜ЛВ ПВТЪМ˚ı ТУФ УЪЛ‚ОВМЛИ ‚ П‡„ЛТЪ ‡О¸МУП МВЩЪВФ У‚У‰В Ы˜ЛЪ˚‚‡˛Ъ У„ Ы·ОВММУ, ФУО‡„‡fl, ˜ЪУ ФУЪВ Л М‡ФУ ‡ М‡ ПВТЪМ˚ı ТУФ УЪЛ‚ОВМЛflı ТУТЪ‡‚Оfl˛Ъ Ф ЛПВ МУ 2 % УЪ ФУЪВ ¸ М‡ФУ ‡ М‡ Ъ ВМЛВ, Ъ.В. Ф ЛМЛП‡˛Ъ, ˜ЪУ hÏ = = 0,02hτ. Ç ˝ÚÓÏ ÒÎÛ˜‡Â ÔÓÎÌ˚ ÔÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ h1–2 М‡ Ы˜‡ТЪНВ МВЩЪВФ У‚У‰‡ ПВК‰Ы ТВ˜ВМЛflПЛ x1 Ë x2 ‚˚˜ËÒÎfl˛ÚÒfl ÔÓ ÙÓ ÏÛÎÂ

ЦТОЛ Ы˜ВТЪ¸, ˜ЪУ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ λ „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ТУФ У- ЪЛ‚ОВМЛfl Б‡‚ЛТЛЪ (˜В ВБ ˜ЛТОУ кВИМУО¸‰Т‡) УЪ ТНУ УТЪЛ ФВ В- Н‡˜НЛ Л, БМ‡˜ЛЪ, УЪ Ф УФЫТНМУИ ТФУТУ·МУТЪЛ Ъ Ы·УФ У‚У‰‡, ЪУ Ы ‡‚МВМЛВ ЕВ МЫООЛ (8.1) Т Ы˜ВЪУП ЩУ ПЫО (8.2)–(8.4), Б‡- ФЛТ‡ММУВ ‚ ЩУ ПВ

fl‚ОflВЪТfl ТУУЪМУ¯ВМЛВП, Т‚flБ˚‚‡˛˘ЛП ‰‡‚ОВМЛfl ‚ ТВ˜ВМЛflı 1 Л 2 ТУ ТНУ УТЪ¸˛ ФВ ВН‡˜НЛ, ‡ ТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, Л Т ВВ ‡ТıУ- ‰УП Q = uπd2/4.

è ËÏ . С‡‚ОВМЛВ pÌ ‚ М‡˜‡ОВ 100-НП Ы˜‡ТЪН‡ МВЩЪВФ У‚У‰‡ (zÌ = 75 П)‡‚МУ 55 ‡ЪП., ‡ ‰‡‚ОВМЛВ Í ‚ Â„Ó ÍÓ̈ (zÍ = 25 П) – 3 ‡ЪП. йФ В‰ВОЛЪ¸ ‰‡‚ОВМЛВ ‚ Ф УПВКЫЪУ˜МУП ТВ˜ВМЛЛ ı = 40 НП, ВТОЛ ЛБ‚ВТЪМУ, ˜ЪУ z = = 100 П, ‡ ФОУЪМУТЪ¸ ФВ ВН‡˜Л‚‡ВПУИ МВЩЪЛ ρ = 870 Í„/Ï3.

ê¯ÂÌËÂ. ç‡ıÓ‰ËÏ Ì‡ÔÓ ˚ ‚ ̇˜‡Î H1 Ë ‚ ÍÓ̈ H2 Û˜‡ÒÚ͇: H1 = zÌ + Ì/ρg = 75 + 55 0,981 105/(870 9,81) 707,2 Ï;

H2 = zÍ + Í/ρg = 25 + 3 0,981 105/(870 9,81) 59,5 Ï.

иУТНУО¸НЫ ОЛМЛfl „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ЫНОУМ‡ Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ ТУ·УИ Ф flПЫ˛, ЪУ М‡ФУ ç ‚ Ф УПВКЫЪУ˜МУП ТВ˜ВМЛЛ ı = 40 НП М‡ıУ‰ЛЪТfl ОЛМВИМУИ ЛМЪВ ФУОflˆЛВИ М‡ФУ У‚ H1 Ë H2:

з‡ıУ‰ЛП ‰‡‚ОВМЛВ ‚ Ф УПВКЫЪУ˜МУП ТВ˜ВМЛЛ:= ρg(H – z ) = 870 9,81 (448,1 – 100) 2,97 106 è‡, ˜ÚÓ ÒÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ÛÂÚ 2970000/98100 ≈ 30,3 ‡ÚÏ.

197

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

8.3. дйщооасаЦзн ЙаСкДЗгауЦлдйЙй лйикйнаЗгЦзаь

8.3.1. ЕДбалзхЦ ойкемгх

СОfl ‡Т˜ВЪ‡ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ‡ λ = λ(Re, ε) „Л‰-‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ТУФ УЪЛ‚ОВМЛfl ПУКМУ ЛТФУО¸БУ‚‡Ъ¸ ТОВ‰Ы˛˘ЛВ ЩУ ПЫО˚:

ВТОЛ ˜ЛТОУ кВИМУО¸‰Т‡ Re = ud/ν < 2320, ЪУ ЪВ˜ВМЛВ МВЩЪЛ – ·ÏË̇ ÌÓÂ, ‰Îfl Ì„Ó

г‡ПЛМ‡ МУВ ЪВ˜ВМЛВ ПУКВЪ В‡ОЛБУ‚‡Ъ¸Тfl ‰Оfl ‚˚ТУНУ‚flБНЛı МВЩЪВИ, ЪВ˜ВМЛВ НУЪУ ˚ı ı‡ ‡НЪВ ЛБЫВЪТfl УЪМУТЛЪВО¸МУ МВ- ·УО¸¯ЛПЛ ˜ЛТО‡ПЛ кВИМУО¸‰Т‡;

ÂÒÎË 2320 ≤ Re < 104, ЪУ ВКЛП ЪВ˜ВМЛfl МВЩЪЛ – ФВ ВıУ‰- М˚И ЪЫ ·ЫОВМЪМ˚И

„‰Â γ = 1–e–0,002(Re–2320) – Ú‡Í Ì‡Á˚‚‡ÂÏ˚È НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ ФВ ВПВК‡ВПУТЪЛ;

ÂÒÎË 104 < Re < 27/ε1,143 (∆ – ‡·ÒÓβÚ̇fl ¯Â ÓıÓ‚‡ÚÓÒÚ¸; ε = ∆/d – УЪМУТЛЪВО¸М‡fl ¯В УıУ‚‡ЪУТЪ¸ ‚МЫЪ ВММВИ ФУ- ‚В ıМУТЪЛ Ъ Ы·УФ У‚У‰‡), ЪУ ЪВ˜ВМЛВ МВЩЪЛ Ф УЛТıУ‰ЛЪ ‚‡Б‚ЛЪУП ЪЫ ·ЫОВМЪМУП ВКЛПВ, ‚ БУМВ Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВП˚ı „ˉ-‡‚΢ÂÒÍË „·‰ÍËı Ú Û· (НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ λ МВ Б‡‚ЛТЛЪ УЪ ¯В-УıУ‚‡ЪУТЪЛ)

ВТОЛ 27/ε < Re < 500/ε, ЪУ ЪВ˜ВМЛВ МВЩЪЛ Ф УЛТıУ‰ЛЪ ‚ БУМВ Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВПУ„У Òϯ‡ÌÌÓ„Ó Ú ÂÌËfl, ‰Оfl НУЪУ УИ НУ- ˝ЩЩЛˆЛВМЪ „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ТУФ УЪЛ‚ОВМЛfl ПУКМУ ‚˚˜ЛТ-

ÎËÚ¸, Ì‡Ô ËÏ , ÔÓ ÙÓ ÏÛÎÂ

ВТОЛ Re > 500/ε, ЪУ ЪВ˜ВМЛВ МВЩЪЛ Ф УЛТıУ‰ЛЪ ‚ БУМВ Í‚‡- ‰ ‡Ú˘ÌÓ„Ó Ú ÂÌËfl (Ú‡Í Í‡Í ÂÒÎË λ Ì Á‡‚ËÒËÚ ÓÚ ÒÍÓ ÓÒÚË

198

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Ú˜ÂÌËfl, ÚÓ ÔÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ Ô ÓÔÓ ˆËÓ̇θÌ˚ Í‚‡‰ ‡ÚÛ ÒÍÓ-ÓÒÚË Ú˜ÂÌËfl) Ë

è ËÏ 1. з‡ИЪЛ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ТУФ УЪЛ‚ОВМЛfl Л ФУЪВ Л М‡ФУ ‡ М‡ Ъ ВМЛВ Ф Л ФВ ВН‡˜НВ ФУ МВЩЪВФ У‚У‰Ы ‰Л‡ПВЪ УП d = = 0,361 ПП (∆ = 0,15 ПП) Л Ф УЪflКВММУТЪ¸˛ 125 НП МВЩЪЛ (ρ = 870 Í„/Ï3, ν = 9 ÒëÚ) Ò ‡ÒıÓ‰ÓÏ 400 Ï3/˜.

ê¯ÂÌËÂ. з‡ıУ‰ЛП ТНУ УТЪ¸ ФВ ВН‡˜НЛ Л ˜ЛТОУ кВИМУО¸‰Т‡: u = 4Q/S = 4 400/(3600 3,14 0,3612) 1,086 Ï/Ò;

Re = ud/ν = 1,086 0,361/(9 10–6) 43560.

йЪТ˛‰‡ ‚Л‰МУ, ˜ЪУ ‰Оfl ‚˚˜ЛТОВМЛfl λ ТОВ‰ЫВЪ ‚УТФУО¸БУ‚‡Ъ¸Тfl ЩУ ПЫОУИ ЕО‡БЛЫТ‡ (8.9):

λ = 0,3164 = 0,0219. 4 43560

з‡НУМВˆ, ФУ ЩУ ПЫОВ (8.3) М‡ıУ‰ЛП ФУЪВ Л М‡ФУ ‡ М‡ Ъ ВМЛВ М‡ Ы˜‡ТЪНВ МВЩЪВФ У‚У‰‡:

hτ = 0,0219125000 1,0862 = 455,8 Ï. 0,361 2 9,81

ÖÒÎË Ô ‚ÂÒÚË ÔÓÎÛ˜ÂÌÌ˚È ÂÁÛÎ¸Ú‡Ú ‚ ÔÓÚÂ Ë ‰‡‚ÎÂÌËfl (∆p = ρghτ), ÚÓ ÓÌË ÒÓÒÚ‡‚flÚ Ô ËÏ ÌÓ 39,7 ‡ÚÏ.

è ËÏ 2. ç‡ÈÚË ÍÓ˝ÙÙˈËÂÌÚ „ˉ ‡‚΢ÂÒÍÓ„Ó ÒÓÔ ÓÚË‚ÎÂÌËfl Ë ÔÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ ̇ Ú ÂÌËÂ Ô Ë Ô Â͇˜Í ÔÓ Ú Û·ÓÔ Ó‚Ó‰Û ‰Ë‡ÏÂÚ ÓÏ d = = 0,800 ÏÏ (∆ = 0,15 ПП) Л Ф УЪflКВММУТЪ¸˛ 125 НП МВЩЪЛ (ρ = 840 Í„/Ï3, ν = 2,6 ÒëÚ) Ò ‡ÒıÓ‰ÓÏ 2000 Ï3/˜.

ê¯ÂÌËÂ. з‡ıУ‰ЛП ТНУ УТЪ¸ ФВ ВН‡˜НЛ Л ˜ЛТОУ кВИМУО¸‰Т‡: u = 4Q/S = 4 2000/(3600 3,14 0,82) 1,11 Ï/Ò;

Re = ud/ν = 1,11 0,8/(2,6 10–6) 341540.

йЪТ˛‰‡ ‚Л‰МУ, ˜ЪУ ‰Оfl ‚˚˜ЛТОВМЛfl λ ТОВ‰ЫВЪ ‚УТФУО¸БУ‚‡Ъ¸Тfl ЩУ ПЫОУИ

ç‡ÍÓ̈, ÔÓ ÙÓ ÏÛΠ(8.3) ̇ıÓ‰ËÏ ÔÓÚÂ Ë Ì‡ÔÓ ‡ ̇ Ú ÂÌË ̇ Û˜‡ÒÚÍÂ Ú Û·ÓÔ Ó‚Ó‰‡:

hτ = 0,013 125000 111, 2 127,6 Ï. 0,800 2 9,81

ÖÒÎË Ô ‚ÂÒÚË ÔÓÎÛ˜ÂÌÌ˚È ÂÁÛÎ¸Ú‡Ú ‚ ÔÓÚÂ Ë ‰‡‚ÎÂÌËfl ∆p = ρgh‡, ÚÓ ÓÌË ÒÓÒÚ‡‚flÚ ∆p = 840 9,81 127,6/98100 10,7 ‡ÚÏ.

199

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

8.3.2. ойкемгх, алийгъбмЦехЦ З икйЦднзйв икДднадЦ

СОfl ‚˚·У ‡ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ‡ „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ТУФ УЪЛ‚ОВМЛfl λ ‚ Ф УВНЪМ˚ı У „‡МЛБ‡ˆЛflı ЛТФУО¸БЫ˛ЪТfl Ъ‡НКВ Ф ‡‚ЛО‡ Л ЩУ ПЫО˚, УЪНУ ВНЪЛ У‚‡ММ˚В Ф ‡НЪЛНУИ ˝НТФОЫ‡Ъ‡ˆЛЛ МВЩЪВФ У‚У‰У‚. щЪЛ Ф ‡‚ЛО‡ Л ЩУ ПЫО˚ Ъ‡- НУ‚˚:

Ф Л Re < 2000 ‰Оfl λ ЛТФУО¸БЫВЪТfl ЩУ ПЫО‡ лЪУНТ‡ (8.7); Ф Л 2000 ≤ Re < 2800 ‰Оfl λ ЛТФУО¸БЫВЪТfl ЩУ ПЫО‡

Ф Л 2800 ≤ Re < Re ‰Оfl λ ЛТФУО¸БЫВЪТfl ЩУ ПЫО‡ ЕО‡БЛЫТ‡ (8.9);

Ф Л Re ≥ Re ‰Оfl λ ЛТФУО¸БЫВЪТfl ЩУ ПЫО‡

„‰В Re , Λ – НУМТЪ‡МЪ˚ (Ъ‡·О. 8.3).

8.4. ЙаСкДЗгауЦлдав мдгйз

è flχfl ÄÅ, Ф В‰ТЪ‡‚Оfl˛˘‡fl Б‡‚ЛТЛПУТЪ¸ ФУОМУ„У М‡ФУ ‡ ç ÓÚ ÍÓÓ ‰Ë̇Ú˚ ı ‚‰Óθ ÓÒË Ú Û·ÓÔ Ó‚Ó‰‡,

H(x) = z(x) + p(x)/ρg (ÒÏ. ËÒ. 8.1), ̇Á˚‚‡ÂÚÒfl ОЛМЛВИ „ˉ-‡‚΢ÂÒÍÓ„Ó ЫНОУМ‡. Д·ТУО˛ЪМУВ БМ‡˜ВМЛВ Ъ‡М„ВМТ‡ Ы„О‡ α ВВ М‡НОУМ‡ Н „У ЛБУМЪ‡ОЛ М‡Б˚‚‡ВЪТfl „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛП ЫНОУМУП:

ЙЛ‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛИ ЫНОУМ – ˝ÚÓ ·ÂÁ ‡ÁÏ ̇fl ‚Â΢Ë̇, ı‡ ‡ÍÚÂ-

200

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ЛБЫ˛˘‡fl ·˚ТЪ УЪЫ Ф‡‰ВМЛfl М‡ФУ ‡ ‚ ‡ТТП‡Ъ Л‚‡ВПУП МВЩЪВФ У‚У‰В. ЙЛ‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛИ ЫНОУМ ‰Оfl ‰‡ММУ„У МВЩЪВФ У‚У‰‡ Б‡‚ЛТЛЪ УЪ ‡ТıУ‰‡ Q Ô Â͇˜ÍË, Ô Ë ˝ÚÓÏ ˜ÂÏ ·Óθ¯Â Q, ЪВП ·˚ТЪ ВИ ЫПВМ¸¯‡ВЪТfl М‡ФУ , ЪВП ·УО¸¯В БМ‡˜ВМЛВ „Л‰-‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ЫНОУМ‡ i.

ÇÂ΢Ë̇ 1000i ‰‡ВЪ Ф‡‰ВМЛВ М‡ФУ ‡ ‚ ПВЪ ‡ı М‡ 1 НП ФЫЪЛ. н‡Н, М‡Ф ЛПВ , „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛИ ЫНОУМ i = 0,003 ÓÁ̇˜‡ÂÚ Ô‡- ‰ÂÌË ̇ÔÓ ‡ 3 Ï Ì‡ 1 ÍÏ ÔÛÚË, ‡ i = 0,00075 – Ô‡‰ÂÌË ̇- ÔÓ ‡ 0,75 Ï Ì‡ 1 ÍÏ ÔÛÚË Ë Ú.‰.

è ËÏ . йФ В‰ВОЛЪ¸ „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛИ ЫНОУМ Ы˜‡ТЪН‡ МВЩЪВФ У‚У‰‡ (D = = 820 ПП, δ = 10 ÏÏ, ∆ = 0,2 ÏÏ), Ô Â͇˜Ë‚‡˛˘Â„Ó ÌÂÙÚ¸ (ν = 5,5 ÒëÚ), Ò‡ÒıÓ‰ÓÏ 2500 Ï3/˜. д‡Н ЛБПВМЛЪТfl „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛИ ЫНОУМ, ВТОЛ Т ЪВП КВ‡ТıУ‰УП ФУ Ы˜‡ТЪНЫ ·Ы‰ЫЪ ФВ ВН‡˜Л‚‡Ъ¸ ·УОВВ ‚flБНЫ˛ МВЩЪ¸ (ν = 15 ÒëÚ)?

ê¯ÂÌËÂ. ЙЛ‰ ‡‚ОЛ˜ВТНЛИ ЫНОУМ ‡ТТ˜ЛЪ˚‚‡ВЪТfl ФУ ЩУ ПЫОВ (8.14). аПВВП:

d = D – 2δ = 0,820 – 0,020 = 0,800 Ï; ε = ∆/d = 0,2/800 0,00025; u = 4Q/S = 4 2500/(3600 3,14 0,82) 1,382 Ï/Ò;

Re = ud/ν = 1,382 0,8/(5,5 10–6) 201000; λ = 0,11ε1/4 = 0,11 0,000251/4 0,014;

i = 0,014 1 1,3822 0,0017, Ú.Â. 1,7 Ï Ì‡ 1 ÍÏ Ú Û·ÓÔ Ó‚Ó‰‡. 0,800 2 9,81

ЦТОЛ ·˚ ФУ МВЩЪВФ У‚У‰Ы ФВ ВН‡˜Л‚‡ОЛ ·УОВВ ‚flБНЫ˛ МВЩЪ¸, ЪУ ˜ЛТОУ кВИМУО¸‰Т‡ ·˚ОУ ·˚ ‡‚МУ ≈ 73700. дУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ „Л‰ ‡‚ОЛ˜ВТНУ„У ТУФ У- ЪЛ‚ОВМЛfl λ, ‚˚˜ЛТОВММ˚И ФУ ЩУ ПЫОВ ДО¸Ъ¯ЫОfl, ·˚О ·˚ ‡‚ВМ

λ = 0,11(0,00025 + 68/73700)1/4 0,020;

i = 0,020 1/0,8 1,3822/(2 9,81) 0,0024, Ú.Â. 2,4 Ï Ì‡ 1 ÍÏ Ú Û·ÓÔ Ó‚Ó‰‡.

8.5. мкДЗзЦзаЦ ЕДгДзлД зДийкйЗ Сгь муДлндД зЦонЦикйЗйСД

燘‡Î¸Ì˚È Ì‡ÔÓ ç1 ‚ ОЛМЛЛ М‡„МВЪ‡МЛfl ФВ-ВН‡˜Л‚‡˛˘ВИ ТЪ‡МˆЛЛ ТНО‡‰˚‚‡ВЪТfl ЛБ Ъ Вı ТУТЪ‡‚Оfl˛˘Лı, (ТП. ЛТ. 8.1):

„‰Â hÔ – ФУ‰ФУ ФВ В‰ ТЪ‡МˆЛВИ (М‡ФУ ‚ ОЛМЛЛ ‚Т‡Т˚‚‡МЛfl ТЪ‡МˆЛЛ); çÒÚ(Q) – ‰ËÙÙ Â̈ˇθÌ˚È Ì‡ÔÓ ТЪ‡МˆЛЛ (Ъ.В. М‡ФУ , ТУБ‰‡‚‡ВП˚И М‡ТУТ‡ПЛ ТЪ‡МˆЛЛ). иУТОВ‰МЛИ Б‡‚ЛТЛЪ УЪ Ф УФЫТНМУИ ТФУТУ·МУТЪЛ Q МВЩЪВФ У‚У‰‡ Л УФ В‰ВОflВЪТfl, „О‡‚М˚П У· ‡БУП, (Q–H)-ı‡ ‡НЪВ ЛТЪЛН‡ПЛ М‡ТУТУ‚, Лı ЪЛ-

201