11. Потери напора по длине. Порядок определения коэффициента трения.

Потери напора по длине иначе называют потерями напора на трение, возникают в гладких прямых трубах с постоянным сечением при равномерном течении. Такие потери обусловленны внутренним трением в жидкости и поэтому происходит и в шероховатых трубах, и в гладких. Основной расчетной формулой для потерь напора при ламинарном и турбулентном режиме движения в круглых трубах является формула Вейсбаха-Дарси

V-средняя скорость движения

Коэффициент трения зависит от числа Рейнольдса и от безразмерного геометрического фактора- относительной шероховатости (- абсолютное значение эквивалентной шероховатости )

Коэффициент трения при ламинарном режиме движения жидкости

Область турбулентного и переходного режимов разбиваются на 3 области :

1) область гидравлически гладких труб

2) область доквадратического сопротивления шероховатых труб

3) область квадратичного сопротивления шероховатых труб f

При турбулентном режиме движения жидкости коэффициент движения определяется по графику Мурина и по формуле Альтшуля

относительная шероховатость трубопровода

относительная гладкость трубопровода

Величину абсолютной эквивалентной шероховатости при расчетах берут из справочника в зависимости от материала труб и состояния его внутренней поверхности.

12.Местные гидравлические сопротивления. Потери напора на местных сопротивлениях.

Местные сопротивления это такие участки трубопровода, на которых происходит деформация потока, т.е. происходит изменения скорости потока или по величине или по направлению.

К местным сопротивлениям относятся: вход и выход потока из трубы, внезапные сужения и расширения труб, плавные сужения и расширения труб колена, отводы, тройники, диафрагмы, регулирующие устройства (краны, вентили, задвижки и т.д)

Протекая через местное сопротивление, поток деформируется, возникают пульсации скоростей и давлений, образуются вихревые зоны с обратными токами вследствие отрыва потока от стенок трубопровода. На эти процессы смешения и вихреобразования тратится часть полной энергии потока, которая превращается в тепло и рассеивается в окружающее пространство.

Различают четыре вида местных сопротивлений

1. Местные сопротивления на которых происходит изменение скорости по величине (рис.25 на стр.52)

2. Местные сопротивления связанные с изменением направления движения жидкости (рис. 26 на стр.52)

3. Местные сопротивления на которых происходит смешение или разделение потока(рис.27 на стр. 53)

4. Трубопроводная арматура(краны, вентили, задвижки, расходомеры и т.п.)

Потери напора на местном сопротивлении рассчитываются в долях от величины скоростного напора:

где-коэффициент местного сопротивления,

v-скорость движения жидкости, м/с

g-ускорение свободного падения, м/с^2

13.Виды потерь напора(давлений) в трубопроводах. Расчетные формулы.

Потери напора по длине потока. Иначе их называют потерями напора на трение, возникают в гладких прямых трубах с постоянным сечение при равномерном течении. Такие потери обусловлены внутренним трением в жидкости и поэтому происходят в шероховатых трубах, и в гладких.

где -коэффициент гидравлического трения,

l-длина трубопровода, м;

d-диаметр трубопровода, м;

v-средняя скорость движения жидкости, м/с;

g-ускорение свободного падения, м/с^2;

коэффициент трения зависит от числа РейнольдсаRe(режима движения жидкости) и от безразмерного геометрического фактора-относительной шероховатости (или-абсолютное значение эквивалентной шероховатости)

коэффициент трения при ламинарном режиме движения жидкости рассчитывается по формуле:

На практике при турбулентном режиме движения коэффициент трения может быть определен по графику Г.А.Мурина или рассчитан по формуле А.Д.Альтшуля:

Где Re-критерий Рейнольдса;

-коэффициент трения;

-абсолютное значение эквивалентной шероховатости, м;

d- диаметр трубопровода, м;

Потери напорана местное сопротивления.

Потери напора на местном сопротивлении рассчитываются в долях от величины скоростного напора:

где-коэффициент местного сопротивления,

v-скорость движения жидкости, м/с

g-ускорение свободного падения, м/с^2

Принцип сложения потерь напора.

Как правило, трубопроводы имеют прямые участки и множество местных сопротивлений. Принцип сложения потерь напора заключается в том, что потери напора по длине и потери напора на местных сопротивлениях складываются, т.е общие потери напора:

т.е

где где -коэффициент гидравлического трения,

l-длина трубопровода, м;

d-диаметр трубопровода, м;

v-средняя скорость движения жидкости, м/с;

g-ускорение свободного падения, м/с^2;

-сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Часто в расчетах требуется определить потерю давления .

Потеря давления в трубопроводе на трение(для участка прямого трубопровода, длинного трубопровода), вычисляется по формуле