Расчет потерь давления в трубопроводах

Для их определения из общей схемы гидропривода выделяется главная, наиболее протяженная линия, которая на разных участках может иметь различные расходы жидкости и соответственно различные внутренние диаметры. Эту линию удобнее изобразить отдельно с указанием Q, l, d каждого участка и размещением не ней ее гидроаппаратов и всех поворотов (колен).

В случае необходимости рассматривается и другая линия (ветвь) гидросистемы.

Для каждого участка рассматриваемой линии определяется фактическая скорость движения жидкости (υ) с учетом ранее определенного расхода (Q) и принятого стандартного внутреннего диаметра трубопровода (d)

υ =21,2Q/d², (6.33)

где Q - л/мин; d - мм; υ - м/с.

Затем определяется число Рейнольдса на каждом участке (ν-вязкость, найденная по формуле (5) в сСт; d - в мм)

Rе = 103υd /υ. (6.34)

а) Потери давления на каждом прямолинейном участке (∆р; Па) длиной l (м):

∆р =500 λlυ² ρ/d, (6.35)

где ρ - плотность рабочей жидкости, кг/м3;

l, d – длина участка (м) и его диаметр (мм);

λ- коэффициент гидравлического сопротивления участка трубопровода, определяемый по формулам:

λ =75/Rе - при Rе ≤2320 (ламинарный режим); (6.36)

λ =0, 316/Rе 0,25- при Rе =2321…13800 (турбулентный режим) (6.37)

λ =0,11(∆э/d+68/Rе)0,25- при Rе>13800 (турбулентный режим) (6.38)

В формуле (40) ∆э - эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб. Ее величина может быть принята равной (∆э, в мм) [2]:

- новые тянутые трубы из стекла и цветных металлов-0,002 мм

- новые стальные бесшовные трубы - 0,02 мм;

- стальные трубы после нескольких лет эксплуатации - 0,3 мм

- стальные трубы после длительной эксплуатации - 0,5-2 мм;

- новые чугунные трубы - 0,2-0,5 мм;

- чугунные, бывшие в эксплуатации - 0,5-1,5 мм;

- рукава и шланги резиновые - 0,03 мм.

б) Потери давления на всех прямолинейных участках трубопровода - Δp_l, Па:

Δp_l= ∆р_i, Па, (6.39)

где n - количество последовательно соединенных участков;

в) Потери давления в местных сопротивлениях каждого участка трубопровода - ∆pмi(Па):

∆pмi=0,5ρυ² ξ (6.40)

где m - количество местных сопротивлений на i -томучастке трубопровода;

ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассматриваемом участке.

Коэффициенты местных сопротивлений принимаются равными:

- вход жидкости из полости в трубопровод ξ_вх=0,5;

- выход из трубы в полость ξ_вых=1,0;

- поворот трубопровода угловой ξ_к=1,1;

- поворот трубопровода плавный ξ_пов=0,25.

в) Потери давления во всех местных сопротивлениях трубопровода (кроме гидроаппаратуры) - ∆pм(Па):

∆pм=∑∆pмi (6.41)

г) Суммарные потери давления в трубопроводе - ∆pт(МПа):

∆pт=(∆pl+∆pм)10^-6. (6.42)