Расчет потерь напора по длине. Определение потерь давления

Посмотреть формулы для расчета потерь напора по длине.

Формулы для расчета потерь давления по длине

Данная автоматизированная система позволяет произвести расчет потерь напора по длине online. Расчет производится для трубопровода, круглого сечения, одинакового по всей длине диаметра, с постоянным расходом по всей длине (утечки или подпитки отсутствуют). Расчет производится для указанных жидкостей при температуре 20 град. С. Если вы хотите рассчитать потери напора при другой температуре, или для жидкости отсутствующей в списке, перейдите по указанной выше ссылке —

Я задам кинематическую вязкость и эквивалентную шероховатость самостоятельно.

Для получения результата необходимо правильно заполнить форму и нажать кнопку рассчитать. В ходе расчета значения всех величин переводятся в систему СИ. При необходимости полученную величину потерь напора можно перевести в потери давления.

Порядок расчета потерь напора

Вычисляются значения:
• средней скорости потока
где Q — расход жидкости через трубопровод, A — площадь живого сечения, A=πd²/4, d — внутренний диаметр трубы, м
• числа Рейнольдса — Re
где V — средняя скорость течения жидкости, м/с, d — диаметр живого сечения, м, ν — кинематический коэффициент вязкости, кв.м/с, Rг — гидравлический радиус, для круглой трубы Rг=d/4, d — внутренний диаметр трубы, м

Определяется режим течения жидкости и выбирается формула для определения коэффициента гидравлического трения.

• Для ламинарного течения Re<2000 используются формула Пуазеля.
• Для переходного режима 2000<Re<4000 — зависимость:
• Для турбулентного течения Re>4000 универсальная формула Альтшуля.
где к=Δ/d, Δ — абсолютная эквивалентная шероховатость.

Потери напора по длине трубопровода вычисляются по формуле Дарси — Вейсбаха.

Потери напора и давления связаны зависимостью.

Δp=Δhρg где ρ — плотность, g — ускорение свободного падения.

Потери давления по длине можно вычислить используя формулу Дарси — Вейсбаха.

После получения результатов рекомендуется провести проверочные расчеты. Администрация сайта за результаты онлайн расчетов ответственности не несет

.

Как правильно заполнить форму

Правильность заполнения формы определяет верность конечного результата. Заполните все поля, учитывая указанные единицы измерения. Для ввода чисел с десятичной частью используйте точки.

Гидравлический расчет простых трубопроводов

6.5. Гидравлический удар

Гидравлическим ударом называется резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при внезапном торможении потока рабочей жидкости. Этот процесс является очень быстротечным и характеризуется чередованием резких повышений и понижений давления, которое связано с упругими деформациями жидкости и стенок трубопровода. Гидравлический удар чаще всего возникает при резком открытии или закрытии крана или другого устройства, управляемого потоком.

Пусть в конце трубы, по которой движется жидкость со скоростью υ₀, произведено мгновенное закрытие крана (рис. 6.10, а).

Рис. 6.10. Стадии гидравлического удара

При этом скорость частиц, натолкнувшихся на кран, будет погашена, а их кинетическая энергия перейдет в работу деформации стенок трубы и жидкости. При этом стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается в соответствии с увеличением давления на величину ΔP_уд, которое называется ударным. Область (сечение n — n), в которой происходит увеличение давления, называется ударной волной. Ударная волна распространяется вправо со скоростью c, называемой скоростью ударной волны.

Когда ударная волна переместится до резервуара, жидкость окажется остановленной и сжатой во всей трубе, а стенки трубы — растянутыми. Ударное повышение давления распространится на всю длину трубы (рис. 6.10, б).

Далее под действием перепада давления ΔP_уд частицы жидкости устремятся из трубы в резервуар, причем это течение начнется с сечения, непосредственно прилегающего к резервуару. Теперь сечение n-n перемещается обратно к крану с той же скоростью c, оставляя за собой выровненное давление P₀ (рис. 6.10, в).

Жидкость и стенки трубы предполагаются упругими, поэтому они возвращаются к прежнему состоянию, соответствующему давлению

P₀. Работа деформации полностью переходит в кинетическую энергию, и жидкость в трубе приобретает первоначальную скорость υ₀, но направленную теперь в противоположную теперь сторону.

С этой скоростью весь объем жидкости стремится оторваться от крана, в результате возникает отрицательная ударная волна под давлением P₀ — ΔP_уд, которая направляется от крана к резервуару со скоростью c, оставляя за собой сжавшиеся стенки трубы и расширившуюся жидкость, что обусловлено снижением давления (рис. 6.10, д). Кинетическая энергия жидкости вновь переходит в работу деформаций, но противоположного знака.

Состояние трубы в момент прихода отрицательной ударной волны к резервуару показано на рис. 6.10, е. Так же как и для случая, изображенного на рис. 6.10, б, оно не является равновесным. На рис. 6.10, ж, показан процесс выравнивания давления в трубе и резервуаре, сопровождающийся возникновением движения жидкости со скоростью υ₀.

Очевидно, что как только отраженная от резервуара ударная волна под давлением ΔP _уд достигнет крана, возникнет ситуация, уже имевшая место в момент закрытия крана. Весь цикл гидравлического удара повторится.

Протекание гидравлического удара во времени иллюстрируется диаграммой, представленной на рис. 6.11, а и б.

Штриховыми линиями показано теоретическое изменение давления у крана в точке

А, а сплошной действительный вид картины изменения давления по времени (рис. 6.11, а). При этом затухание колебаний давления происходит за счет потерь энергии жидкости на преодоление сил трения и ухода энергии в резервуар.

Если давление P₀ невелико (P₀ P _уд), то картина изменения амплитуды давления получается несколько иная, примерно такая, как показано на рис. 6.11, б.

Рис. 6.11. Изменение давления по времени у крана

Повышение давления при гидравлическом ударе можно определить по формуле

ΔP_уд = ρυ₀c

Данное выражение носит название формулы Жуковского. В нем скорость распространения ударной волны c определится по формуле:

где r — радиус трубопровода;
E — модуль упругости материала трубы;
δ — толщина стенки трубопровода;
K — объемный модуль упругости (см. п.1.3)

Если предположить, что труба имеет абсолютно жесткие стенки, т.е. E = , то скорость ударной волны определится из выражения

Для воды эта скорость равна 1435 м/с, для бензина 1116 м/с, для масла 1200 — 1400 м/с.

6.6. Изменение пропускной способности трубопроводов в процессе их эксплуатации

При проектировании напорных трубопроводов следует учитывать, что их пропускная способность в период эксплуатации снижается (например, для водопроводных труб до 50% и даже ниже). Вследствие коррозии и образования отложений в трубах (инкрустации), шероховатость труб увеличивается. Это можно оценить по формуле:

k_t = k₀ + αt

где k₀ — абсолютная шероховатость для новых труб, (мм),
k_t — шероховатость через t лет эксплуатации,
α — коэффициент характеризующий быстроту возрастания шероховатости (мм/год).

Таблица 6.1

Проверить себя ( Тест )

Наверх страницы


Давление воды в трубопроводе — Учебник сантехника

Наиболее возможными обстоятельствами нарушений в работе системы водоснабжения в частном доме являются, как мы знаем, коррозия стенок труб, отложение на них солей и большое давление воды в трубопроводе. С учётом того, что в последние годы на смену железным трубам всё чаще приходят их пластмассовые аналоги, настоящую угрозу вашему водопроводу воображают только две последние из вышеперечисленных обстоятельств. Вопрос о борьбе с солевыми отложениями не подпадает под тематику нашей статьи (не смотря на то, что они и воздействуют частично на показатели давления в трубах), в связи с чем нами будет рассмотрено только последний фактор.

Для предупреждения вероятных неприятностей перед приобретением трубных изделий нужно ознакомиться с прилагаемым к ним паспортом и убедиться в том, что они способны выдерживать давления, предусмотренные в вашей системе водоснабжения.

Совет! Повышенное давление в системе влечёт за собой повышение расхода воды.

Это ведет к дополнительному расходу электричества, потребляемой насосным оборудованием, которое снабжает непрерывную циркуляцию воды в системе.

Величина давления

Хорошо как мы знаем, что поддержание обычного уровня давления воды в трубах есть наиболее значимым условием работоспособности водопроводной сети, и её долгой и безаварийной эксплуатации. Наряду с этим величина давления в трубопроводе может заметно различаться от фиксированного среднего показателя, нормируемого для бытовых водопроводных систем.

Так, к примеру, для обычной работы кухонного вентиля давление носителя в системе водоснабжения не должно быть менее 0,5 бар.

Но в настоящих условиях величина этого показателя, в большинстве случаев, пара отличается от указанного значения. Вот из-за чего при приемке системы водоснабжения (по окончании её ремонта, в частности) нужно проконтролировать рабочее давление на предмет его соответствия установленным нормативам.

Ну а в случае независимой прокладки трубопроводов перед тем как приступить к работам направляться пристально ознакомиться с основными требованиями, предъявляемыми к бытовым водопроводным системам, и с общепринятым порядком их обустройства.

Приспособления для выравнивания давления

Рассмотрим кое-какие приспособления, каковые окажут помощь выровнять давление. 

Расширительный бачок

Для выравнивания давления воды в бытовых трубопроводах смогут употребляться особые приспособления, разрешающие удалять излишки носителя. Причём избыточное давление в системе возможно компенсировать весьма просто – для этого в ней устанавливается так называемый расширительный бачок, принимающий на себя все излишки носителя.

В соответствии со своей конструкцией, все узнаваемые образцы расширительных (компенсационных) бачков подразделяются на устройства открытого и закрытого типа. Они частенько употребляются в системах снабжения объектов тёплой водой, потому, что в этом случае возможность образования перепадов давления в системе весьма громадна. Связано это с тем, что теплоноситель в ходе своей циркуляции по сети (из «обратки» – в нагревательный котёл, а после этого опять в систему) пара увеличивает свой количество.

Со