Практическое занятие 2 Определение местных потерь напора

В ходе выполнения контрольной работы необходимо определить потери напора h_п1-2. Отметим, что расчет потерь связан с выявлением характерных гидравлических сопротивлений. Потери напора складываются из потерь двух видов:

– потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений по длине, пропорциональных длине участков русла или трубы, по которым движется жидкость – потерь на трение по длине h_тр;

– потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений в пределах коротких участков в непосредственной близости к тем или иным местным конструктивным устройствам (вход, выход, расширение, сужение, поворот, трубопроводная арматура, фасонина и т. п.) – местных потерь напора h_м.

Принимается, что общие потери напора в системе равны сумме потерь напора на трение по длине отдельных участков и всех местных потерь напора:

. (4)

Для расчета местных потерь используется формула Вейсбаха:

, (5)

где – коэффициент местного сопротивления, зависящий от вида местного сопротивления;

v– средняя скорость.

Обычно эту скорость принимают за сопротивлением (рисунок 9а), но есть исключения, например, при расширении, когда за ним v₂0, что соответствует выходу из трубы под уровень. В этом случае коэффициент местного сопротивления относят к скоростиv₁до сопротивления (рисунок 9б).

Рисунок 9 – Выбор расчетной скорости

Коэффициенты местных сопротивлений приводятся в технической и справочной литературе.

Задание:Рассчитать местные потери напора для выбранной схемы трубопровода из практического занятия 1.

Практическое занятие 3 Определение потерь напора на трение и гидравлического уклона на участках трубопровода

При расчете потерь на трение по длине пользуются формулой Дарси-Вейсбаха:

(6)

где – коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

l– длина участка трубопровода;

d– диаметр участка трубопровода;

v– средняя скорость течения на этом участке.

Коэффициент Дарси в общем случае зависит от режима движения жидкости (числа РейнольдсаRe) и шероховатости стенки трубопроводаk_э, отнесенной к диаметру (относительной шероховатостиk_э/d).

В таблице 8 приведены формулы для расчета коэффициента Дарси и области их применения.

Число Рейнольдса рассчитывают по формуле:

, (7)

где – кинематический коэффициент вязкости жидкости (для воды при температуре 10^оС=0,01310^-4м²/с).

Скорость vна каждом участке рассчитывают из уравнения неразрывности (3).

Эквивалентная шероховатость k_эвыбирается из справочников в зависимости от материала трубопровода.

Таблица 8 – Формулы для расчета коэффициента Дарси

Режим течения	Характер сопротивления	Расчетная формула	Область применения
Ламинарный			Re2320
Переходный			2320Re4000
Турбулентный	Гидравлически гладкие трубы		4000Re105
	Гидравлически шероховатые трубы		10Re500
	Квадратичная (автомодельная) область		Re500

Определение гидравлического уклона на участке трубопровода

Интенсивность потерь напора (энергии) называется гидравлическим уклоном, который равен отношению потерь напора на трение по длине h_трк длине участкаl:

. (8)

Задание:Рассчитать потери напора на трение и гидравлический уклон на участках для выбранной схемы трубопровода из практического занятия 1.