Расчет гидравлического сопротивления трубопроводов.

Потерянный напор складывается из сопротивления на прямом участке трубы (или сопротивления трения) hтр и местных сопротивлений hм.с., то есть:

hпот.=hтр.+hм.с.

Сопротивление трения или сопротивление на прямом участке трубы, обусловленное вязкостными свойствами жидкости и шероховатостью трубы, можно рассчитать из уравнения Дарси-Вейсбаха:

м ,

Па ,

D

е

В случае гидравлически гладких труб коэффициент трения зависит только от режима течения (то есть величины критерия Re) и может быть рассчитан по формулам. Для гидравлически гладкой трубы толщина ламинарного слоя вблизи стенок трубы D > е (е – высота выступов шероховатости). В этом случае ламинарный пограничный слой, будучи практически недвижим (скорость среды равна нулю), закрывает выступы шероховатости и «защищает» поверхность трубы от контакта с турбулентным ядром потока.

Для гидравлически гладких труб коэффициент трения подсчитывается по следующим формулам

В случае шероховатых труб (обычно это оговорено условиями задачи) коэффициент трения находится графически.

В этом случае нужно рассчитать критерий Рейнольдса, найти соотношение , где е – высота выступов шероховатости,

dэкв – эквивалентный диаметр труб.

Местные сопротивления обусловлены изменением величины скорости или ее направления. Такие сопротивления создаются разнообразными устройствами, устанавливаемыми на трубопроводе: кранами, вентилями, задвижками, заслонками, шиберами, измерительными устройствами. Повороты, вход и выход из трубы, сужения, расширения также создают местное сопротивление.

Формулы для расчета местных сопротивлений:

, Па,

, м ст. жидк.

где x - коэффициент местных сопротивлений

Сопротивление сети, то есть полный напор, который нужно преодолеть насосу для поднятия жидкости на какую-либо высоту, складывается из следующих компонентов:

Dрс =Dрск +Dртр +Dрмс +Dрпод +Dрдоп ,

где Dрск ,Dртр ,Dрмс –затраты энергии на создание скоростного напора, и преодоление сопротивления трения, местных сопротивлений соответственно.

Dрпод = r ·g·hпод – затраты энергии на подъем жидкости на высоту hпод, Па;

Dрдоп = (р2 – р1) – затраты энергии на преодоление разности давлений в приемном и расходном резервуарах.

Введем понятиесеть – связанные между собой с помощью трубопроводов с использованием задвижек, отводов и т.д., аппараты технологической схемы.

В этом случае сопротивление сети будет включать в себя

· скоростной напор,

· потери на преодоление сопротивления трения,

· потери на преодоление суммы всех местных сопротивлений,

· потери на преодоление подъема на высоту,

· разность давлений между нагнетающей и всасывающей линией насоса.

Сопротивление сети в развернутом виде:

Па , м ст.жидк.