Определение потерь напора на трение


Потеря напора на преодоление трения  hT по длине трубопровода круглого сечения при любом режиме течения определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:

                                                  (70)

Из (69) следует, что

Тогда потери давления будут

                                       (71)

Если скорость w выразить через объемный расход и площадь сечения из уравнения (59)

                                                                                 (72)

то уравнение (70) примет вид:

                 (73)

В наклонном трубопроводе:

                                                (74)

                          (75)

+ - когда сумма участков подъема по высоте больше суммы участков спуска;

- - когда наоборот.

где l – длина трубопровода, м;

d- внутренний диаметр, м;

ρ- плотность жидкости, кг/м3;

ΔZ- разность геодезических отметок начала и конца трубопровода, м;

g- ускорение силы тяжести, м/с2;

λ- коэффициент гидравлического сопротивления, который в общем случае зависит от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости стенки трубопровода

                                                            (76)

где ε– относительная шероховатость.

                                                                           (77)

где Δ– абсолютная эквивалентная шероховатость выбирается по таблице, мм;

d- внутренний диаметр трубы, мм.

Абсолютная эквивалентная шероховатость – это такая высота шероховатости, при которой в квадратичной зоне сопротивления потери напора равны потерям напора для данной естественной шероховатости трубы.

Для ламинарного режима движения (Rе < Rекр) коэффициент гидравлического сопротивления зависит только от параметра Рейнольдса:

Rекр = 2320

                                                                            (78)

Если учесть, что

                                           (79)

и подставить выражение (79) в (78), то получим

                                                            (80)

В этом случае выражение (70) принимает вид формулы Пуазейля:

                                                                (81)

                                                                 (82)

При турбулентном режиме движения (Rе > Rекр) различают три зоны сопротивления.

1. Зона гидравлически гладких труб () :

-                                                             (83)

формула Блазиуса, используемая при  Rе ≤105. Здесь сопротивление шероховатых и гладких труб одинаково.

В зависимости от скорости течения и вязкости жидкости одна и та же труба может быть гидравлически гладкой и гидравлически шероховатой.

2. Зона шероховатых труб или смешанного трения

():

-                                                 (84)

формула Альтшуля.

3. Зона вполне шероховатых труб или квадратичная зона

():

                                                           (85)

- формула Шифринсона.

Для нефтепроводов наиболее характерны режимы гладкого или смешанного трения.

 


Предыдущие материалы: Следующие материалы: