Гидравлические сопротивления в

трубопроводах

Основная задача гидродинамики: определение гидравлического сопротивления для последующего определения мощности перекачивающих устройств.

Вобщем случае ∆p(h) обуславливается:

потерями напора на трение:

преодолением местных сопротивлений.

∆p(hп )= ∆p(hтр )+ ∆p(hмс

)∆pтр зависит от:

Режима движения жидкости;

Степени турбулентности;

Турбулентной вязкости.

∆pмс возникает при малых изменениях скорости потока

по величине и направлению (т.е. изменение направления трубопровода, изменение сечения)

Примеры местных сопротивлений: вход и выход из трубы, сужения и расширения, отводы, колена, тройники, запорные устройства (краны, вентиляторы, задвижки и др.).

Потери напора на трение (уравнение Дарси-

Вейсбаха)

1. Для ламинарного режима

Рассмотрим горизонтальный трубопровод постоянного

сечения z1=z2 ; w1 = w2

Определим hтр по уравнению Пуазейля для расхода жидкости:

- уравнение Дарси- Вейсбаха для ламинарного режима

При ламинарном режиме величина λ не зависит от шероховатости стенок, а определяется режимом движения, т.е. критерием Re

Для неправильной формы трубопровода:

где B – коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения.

Диаметр для неправильной формы

Определение коэффициента

сопротивления.

Понятие о шероховатости

Абсолютная шероховатость ∆ равна высоте выступов на внутренние стенки поверхности трубы.

для новых стальных труб ∆ ≈0,06-0,1 мм;

для стальных труб, бывших в эксплуатации ∆ ≈0,1-0,2 мм;

для старых чугунных труб ∆ ≈0,5-2 мм.

Относительная шероховатость

Взависимости от соотношения абсолютной шероховатости и толщины пограничного

гидродинамического подслоя, различают:

1. Гидравлические гладкие трубы ∆<δ,

где δ – толщина пограничного подслоя

λ=f(Re) (ламинарный) ; ( (турбулентный)

2. Зона смешанного трения

∆>δ

λ=f(Re, ∆/d )