Калькулятор расчета потери давления в трубопроводе

Снижение давления и расчет гидросопротивления

Для определения напора внутри труб и правильной подборки оборудования, способствующего перекачиванию жидких или газообразных сред, требуется вычислить снижение давления. За неимением доступа к интернет-сети, расчеты производятся по формуле:

Δp=λ·(ld₁)·(ρ/2)·v²

Δp – перепады напряжения на участке трубопровода, Па
l – протяженность участка трубопроводной линии, м
λ – коэффициент сопротивления
d₁ – поперечное сечение труб, м
ρ – уровень плотности транспортируемых сред, кг/м3
v – скорость перемещения, м/с

Гидравлическое сопротивление образуется под воздействием 2-х основных факторов:

• сопротивление трения;
• местное сопротивление.

Первый вариант предусмотрен при образовании неровностей и шероховатостей, препятствующих движению перекачиваемых сред. Для преодоления тормозящего эффекта требуются дополнительный расход энергии. При ламинарном протоке и соответствующего ему низкого показателя Рейнольдса (Re), характеризующегося равномерностью и исключением возможности смешения соседних слоев жидких или газообразных сред, влияние шероховатостей минимально. Это объясняется увеличением параметра крайнего вязкого подслоя перекачиваемых сред, относительно образованных неровностей и выступов на поверхности труб. Эти условия позволяют считать трубы гидравлически гладкими.

При повышении значения Рейнольдса вязкий подслой имеет меньшую толщину, что обеспечивает перекрытие неровностей и воздействия шероховатостей, уровень гидравлического сопротивления не зависит от показателя Рейнольдса, и средней высоты выступов на покрытии труб. Последующее повышение значения Рейнольдса позволяет перевести перекачиваемые среды в режим турбулентного протекания, где образуется разрушение вязкого подслоя, а образуемое трение определяется величиной шероховатости.

Потери при трении рассчитываются путем подстановки данных:

H_Т=[(λ·l)/d_э]·[w2/(2g)]

• H_Т – потери напора при сопротивлении трению, м
• [w₂/(2g)] – скоростной напор, м
• λ – коэффициент сопротивления
• l – протяженность трубопроводного участка, м
• d_Э – эквивалентное значение поперечного сечения трубопроводной линии, м
• w – скорость движения сред, м/с
• g – ускорение свободного падения, м/с2

7.2.2. Соотношение толщины ламинарной пленки и выступов шероховатости при турбулентном движении

При турбулентном режиме движения выразить величину λ сложнее, в связи с многообразием условий, при которых происходит движение в трубах и открытых руслах. Изучение механизма турбулентного движения и происходящих при этом режиме движения потерь удельной энергии показало, что коэффициент Дарси λ подвержен изменениям и может зависеть как от числа Рейнольдса, так и от относительной шероховатости стенок трубы или русла, в которых происходит движение. Поверхность стенок, ограничивающих поток, всегда отличается от идеально гладкой поверхности наличием выступов и неровностей. Величина и форма этих выступов зависят от материала стенки, от его обработки, условий эксплуатации, в процессе которой может появиться коррозия, могут выпасть и осесть на стенках твердые частицы наносов и т.п. В дальнейшем мы не будем детально изучать различные виды шероховатости, а будем представлять стенки труб и русел сплошь покрытыми однородными бугорками со средней абсолютной высотой выступа шероховатости, обозначаемой – .

В зависимости от того, как соотносятся размеры выступов шероховатости и толщина ламинарной пленки (δв), все трубы и русла могут быть при турбулентном режиме движения подразделены на три

вида.
Если	высота	выступов
шероховатости		меньше,	чем
толщина ламинарной пленки (	<δв,
рис. 7.1, а), то все неровности
полностью погружены в ламинарной
пленке, жидкость в пределах этой
пленки плавно	обтекает	выступы
шероховатости.	В этом	случае
шероховатость стенок не влияет на
характер движения, и соответственно
потери напора не зависят от
шероховатости, а стенки называются	Рис. 7.1. Соотношение	выступов
гидравлически гладкими.			шероховатости	и	толщины
Когда	высота	выступов	ламинарной пленки
шероховатости		превышает	толщину

ламинарной пленки ( > δв, рис. 7.1 в), неровности стенок, выходят в

Какая мощность в системе ГВС и ХВС?

Давление воды в многоэтажных домах, подключенных к центральной водопроводной сети, не постоянно.

Оно зависит от таких факторов, как этажность дома или время года, — так в летний сезон, особенно в многоэтажных домах становиться особо ощутима нехватка холодной воды, которая в это время идет на полив придомовых или приусадебных участков.

Муниципальные службы на практике стараются держать уровень на средних показателях в 3-4 атмосферы, правда, не всегда успешно. Минимальные показатели, при котором трубопровод дома может функционировать (и для ХВС, и для ГВС), составляют 0.3 бара на один этаж.

Величина напора горячего и холодного водоснабжения несколько отличается в пользу последнего (допускается разница до 25 %).

Объясняется это просто – холодная вода используется активней, поскольку нужна для функционирования канализации. Поэтому максимальные показатели для ХВС будут 6 атмосфер, а для ГВС – 4.5 атмосферы.

Расходная характеристика трубопровода модуль расхода

Вспомним
формулу линейных потерь – формулу Дарси
– Вейсбаха:.

Выразим
в этой формуле скорость V
через расход Q
из соотношения

Для
трубопровода определенного диаметра
комплекс величин

_с.э

Обоснуем
правомерность введения понятия
среднеэкономической скорости следующими
рассуждениями.

Гидравлическую
систему, например водопроводную, для
пропуска определенного расхода можно
выполнить из труб разного диаметра. При
этом с увеличением диаметра d,
следовательно, уменьшением скорости V
капитальные затраты будут расти, а
эксплуатационные затраты будут
уменьшаться из-за снижения гидравлических
потерь. Скорость, при которой суммарные
затраты будут иметь минимальное значение,
будем называть среднеэкономической
скоростью V_с.э
= 0,8…1,3 м/с (рис.6.1).

рис.6.1

Тогда
формула линейных потерь (6.1) примет вид

,

где
К – расходная характеристика трубопровода
(модуль расхода), зависит от материала
трубопровода, диаметра и расхода. берется
из таблиц.

Условная проходимость DN

Параметр условной проходимости DN (номинального диаметра) выступает безразмерной величиной, его численное значение приблизительно соответствует внутреннему поперечному сечению труб (например, DN 125). Числовые значения условного перехода подбирают для увеличения пропускной способности трубопроводной сети в пределах 60 — 100% при переходе от одной условной проходимости к следующей.

 

Согласно ГОСТ 28338-89, параметры условной проходимости (Ду в прошлом) подбирают из размерного ряда:

Значения подобраны с учетом исключения проблем, относительно припасовки деталей друг к другу. Номинальный диаметр на основе параметров внутреннего сечения подбирают на основе диаметра трубы в свету.

Обозначение напора в трубопроводе

Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:

• В России давление принято измерять в кгс/см². 100 кгс/см² тождествено 980,67 Па.
• В европейских странах применяют другую условную единицу – бар, который равен 10⁵ Па.
• В Англии и США используют обозначение psi, что соответствует 6,87 кПа.

Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.

К сведению. Напор воды в 1 бар соответствует 1,02 атмосфер и равнозначно 10-ти метрам водного столба.

Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице:

Расчет трубопровода газа высокого давления

При транспортировке в трубопроводах газов высокого давления, вследствие потерь давления на преодоление сопротивления, увеличивается удельный объем газа и уменьшается его плотность. При этом, изменение давления на элементарной длине dL равно:

dP = – λ×(1/D)×(W 2 / 2)×ρdL, при этом:

ρ, W – плотность газа и скорость потока газа при нормальных физических условиях; T = 273°C; P = 101300 Па.

Подставляя полученные выражения:

После интегрирования по Р от P_нач до P_кон и по L от 0 до L:

Отсюда легко получить потерю давления:

P_нач – абсолютное давление в начальной точке участка трубопровода.

Коэффициент трения λ находится так же, как и в расчете потока несжимаемой жидкости.

Исходные данные:

Q – расход газа в трубопроводе при нормальных физических условиях, в кубометрах в час;

ρ – плотность газа при нормальных физических условиях, в килограмм / метр 3 ;

T – температура газа, в °C;

μ – динамическая вязкость газа при рабочей температуре, в паскаль×секунда;

D – внутренний диаметр трубопровода, в миллиметрах;

L – длина трубопровода, в метрах;

Δ – абсолютная шероховатость внутренней стенки трубы, в миллиметрах.

P_н – избыточное давление на входе трубопровода, в паскалях;

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА

Расход газа при н.ф.у. Q, м 3 /час

Плотность газа при н.ф.у. ρ, кг/м 3

Температура газа Т, 0 C

Динамическая вязкость газа μ, Па*с

Внутренний диаметр трубопровода D, мм

Длина трубопровода L, м

Коэффициент местных сопротивлений ΣK_i

Шероховатость стенки трубопровода Δ, мм

Избыточное давление на входе Р_н, Па

Минимальное избыточное давление на входе в трубопровод P_мин, Па

Потери давления от трения в трубопроводе ΔP, Па

Скорость потока движения газа на входе трубопровода W_н, м/с

Скорость потока движения газа на выходе трубопровода W_к, м/с

Число Рейнольдса Re

Коэффициент трения λ

Размер первой ячейки пристеночного слоя Y (Y + =30), мм

Источник

9 Определение перевальной точки и расчетной длины нефтепровода

Перевальной
точкой
называется такая возвышенность на
трассе нефтепровода, от которой нефть
приходит к конечному пункту нефтепровода
самотеком. Таких вершин в общем случае
может быть несколько. Расстояние от
начала нефтепровода до ближайшей из
них называется расчетной
длиной нефтепровода.
Рассмотрим это на примере нефтепровода
протяженностью L,
диаметром D
и производительностью Q

.

Из
точки a
перпендикулярно вверх откладываем
отрезок ac
, равный величине hl
в масштабе высот.

Соединив
точки b
и c,
получим треугольник abc,
называемый также гидравлическим
треугольником. Его гипотенуза bc
определяет положение линии гидравлического
уклона в выбранных масштабах.

.
Место касания линии 2 с линией профиля
обозначает положение перевальной точки,
определяющей расчетную длину нефтепровода.

Это
говорит о том, что достаточно закачать
нефть на перевальную точку, чтобы она
с тем же расходом достигла конечного
пункта трубопровода. Самотек нефти
обеспечен, так как располагаемый напор
(z_ПТ
–
z_K
– h_ОТ)
больше напора, необходимого на преодоление
сопро­тивления на участке от перевальной
точки до конечного пункта

(z_ПТ
–
z_K
– h_ОТ)>i∙(L–
l_ПТ)
,

где l_ПТ
–
расстояние от начального пункта
нефтепровода до перевальной точки.

В
этом случае за расчетную длину трубопровода
принимают расстояние L_P=l_ПТ,
а разность геодезических отметок
принимается равной z=
z_ПТ
–
z_H.
Если пересечение линии гидравлического
уклона с профилем отсутствует, то
расчетная длина трубопровода равна его
полной длине L_P=L,
а z=
z_K–
z_H.

10.Для
магистрального нефтепровода постоянного
диаметра с n
перекачивающими станциями, уравнение
баланса
напоров имеет вид
.

В
начале каждого эксплуатационного
участка ПС оснащены подпорными насосами.
В конце трубопровода и каждого
эксплуатационного участка требуется
обеспечить остаточный напор h_ОСТ
для преодоления сопротивления
технологических трубопроводов и закачки
в резервуары.

Правая
часть уравнения (1.34) представляет собой
полные потери напора в трубопроводе,
то есть Н. В случае наличия вставок или
лупингов по трассе правая часть уравнения
(1.34) определяется по формуле (1.32).

Левая
часть уравнения (1.34) – суммарный напор,
развиваемый всеми работающими насосами
перекачивающих станций (активный напор).
С помощью коэффициентов характеристик
насосов активный суммарный напор может
быть представлен зависимостью

,

а_П,
b_П,
h_П
– коэффициенты характеристики и напор,
развиваемый подпорным насосом при
подаче Q;

и

,

,
(1.36)

Выразив
левую часть уравнения (1.34) через (1.35), а
правую часть – через (1.30), получим
уравнение баланса напоров в аналитической
форме

. (1.38)

Если
в общем случае на линейной части имеются
лупинги и вставки, уравнение (1.38) примет
вид

.
(1.39)

11.Точка
пересечения характеристик называется
рабочей точкой (А), которая характеризует
потери напора в нефтепроводе и его
пропускную способность при заданных
условиях перекачки (рис. 1.12)

Равенство
создаваемого и затраченного напоров,
а также равенство подачи насосов и
расхода нефти в трубопроводе приводят
к важному выводу: трубопровод и
перекачивающие станции составляют
единую гидравлическую систему. Изменение
режима работы ПС (отключение части
насосов или станций) приведет к изменению
режима нефтепровода в целом

Изменение
гидравлического сопротивления
трубопровода или отдельного его перегона
(изменение вязкости, включение резервных
ниток, замена труб на отдельных участках
трассы и т. п.) в свою очередь окажет
влияние на режим работы всех перекачивающих
станций.

1
– характеристика трубопровода;

2
– характеристика перекачивающих
станций

Зависимость скорости от напора

В водоснабжении существует одна весьма важна взаимосвязь – зависимость давления от скорости воды в трубопроводе. Данное свойство подробно описано в физическом законе Бернулли. Подробно рассматривать его мы не будем, но укажем лишь на его суть — при увеличении скорости течения воды её давление в трубе снижается.

Так вышло, что не все сантехнические приборы рассчитаны на эксплуатацию при высоком напоре, в большинстве случаев они ограничены 5-6 атмосферами, — иначе повышенных износ и преждевременный выход из строя.

В центральных магистралях этот показатель значительно выше – может достигать 15 атмосфер, а потому для его снижения при подключении внутренних систем используют трубы меньшего диаметра.

Важно. При уменьшении сечения трубы, увеличивается скорость течения воды, но уменьшается ее давление

Поэтому при хронически низком напоре в квартире следует рассмотреть возможность увеличения диаметра внутреннего трубопровода.

Гидравлический расчет в системах с естественной циркуляцией

Алгоритм проведения вычисления также может меняться в зависимости от типа системы. Различают два основных вида:

1. Естественная циркуляция – самостоятельное движение воды за счета изначального параметра напора (его также называют располагаемым).
2. Принудительная циркуляция – системы, в которых жидкость передвигается за счет работы дополнительных насосов и механизмов.

Естественно, что в зависимости от конкретной конструкции описываемый в статье параметр может изменяться. Однако существуют следующие рекомендации по созданию систем трубопроводов с естественной циркуляцией:

1. Максимальная длина горизонтальных участков – не более двадцати метров.
2. Рекомендуемый диаметр магистральный трубы – 5 см.
3. Рекомендуемое значение диаметра каждой тридцать пятой секции – 5 см.
4. При расчете на каждые десять метров требуется дополнительно прибавлять половину диаметра трубы к ее размерам в вычислениях – это требуется для снижения скорости носителя тепла и нивелирования потерь напора за счет трения.

4.2. Прибор сау-м6

Трёхканальный
сигнализатор уровня жидкости
САУ-М6 предназначается
для автоматизации контроля уровня
жидкости в различных ёмкостях и
резервуарах, вместе с датчиком уровня
и исполнительным устройством, если
только электрическая проводимость
жидкости довольно велика.

Описание трёхканального
сигнализатора уровня жидкости САУ-М6

Контролирование уровня жидкости может
осуществляться с помощью кондуктометрических
датчиков, которые устанавливает
пользователь по заданным условием
отметках. Чтобы визуально контролировать
уровень жидкости на панели сигнализатора
уровня расположены три индикатора,
каждый из них загорается когда получает
сигнал от отвечающего датчика. Для того
чтобы управлять технологическим
оборудованием устройство оснащено
тремя электромагнитными реле, которые
срабатывают при осушении или затоплении
подходящего датчика.

Прибор состоит из двух плат печатного
монтажа, которые жестко соединены друг
с другом. На одной из плат располагаются
светодиодные индикаторы сигнализации.
На второй плате располагаются блок
питания, и элементы схемы каналов
контроля уровня. Кроме того, здесь же
установлены коммутаторы Х2…Х7, служащие
для настройки чувствительности каналов
контроля уровня и изменения режимов
работы выходных реле. Коммутаторы 8 9
выполнены в виде двухрядных прямоугольных
штыревых соединителей, на соседние
контакты которых для коммутации
электрических сигналов устанавливаются
специальные перемычки. На этой же плате
размещается семнадцатиконтактная
клеммная соединительная колодка,
предназначенная для подключения «под
винт» кабелей внешних связей. Доступ к
платам и соединительной колодке прибора
осуществляется после снятия четырех
винтов, крепящих переднюю панель к
основанию.

Технические характеристики трёхканального
сигнализатора уровня жидкости САУ-М6

Характеристики	Значения
Номинальное напряжение питания прибора с частотой 50 Гц, В	220
Допустимые отклонения напряжения питания от номинального значения, %	от -15 до +10
Потребляемая мощность, В·А, не более	6
Количество каналов контроля уровня	3
Количество встроенных выходных реле	3
Максимально допустимый ток, коммутируемый контактами встроенного реле, при 220 В 50 Гц (cos   > 0,4), А	4
Напряжение на электродах датчика уровня при частоте 50 Гц, В	10
Сопротивление жидкости, вызывающее срабатывание канала контроля, кОм, не более	500
Тип корпуса	настенный Н
Габаритные размеры, мм	130×105×65
Степень защиты корпуса	IP44
Условия эксплуатации:
— температура окружающего воздуха, °С	от +1 до +50
— атмосферное давление, кПа	от 86 до 106,7
— относительная влажность воздуха (при 35 °С), %	от 30 до 80

Измерение труб с помощью фотосъемки (метод копирования)

Этот нестандартный метод применяется при полной недоступности к трубе любого размера. К измеряемой трубе прикладывают линейку или любой другой предмет, размеры которого заранее известны любому мастеру (часто в этом случае используют спичечный коробок, длина которого составляет 5 см, или монету). Далее этот участок трубы с приложенным предметом фотографируют (кроме фотоаппарата в современных условиях доступно использование и мобильного телефона). Следующие вычисления размеров производятся по фотоснимкам: на снимке измеряют визуальную толщину в мм, а затем переводят ее в реальные значения, учитывая масштаб фотографий.

События дня

Скорость течения жидкости равна

где q > расчетный расход жидкости, м3/с;

– площадь живого сечения трубы, м2.

Коэффициент сопротивления трения λ определяется в соответствии с регламентами свода правил СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования»:

где b – некоторое число подобия режимов течения жидкости; при b > 2 принимается b = 2.

где Re – фактическое число Рейнольдса.

где ν – коэффициент кинематической вязкости жидкости, м²/с. При расчетах холодных водопроводов принимается равным 1,31 · 10-6 м²/с – вязкость воды при температуре +10 °С;

Reкв >- число Рейнольдса, соответствующее началу квадратичной области гидравлических сопротивлений.

где Кэ – гидравлическая шероховатость материала труб, м. Для труб из полимерных материалов принимается Кэ = 0,00002 м, если производитель труб не дает других значений шероховатости.

В тех случаях течения, когда Re ≥ Reкв, расчетное значение параметра b становится равным 2, и формула ( 4 ) существенно упрощается, обращаясь в известную формулу Прандтля:

При Кэ = 0,00002 м квадратичная область сопротивлений наступает при скорости течения воды (ν= 1,31 · 10-6 м²/с), равной 32,75 м/с, что практически недостижимо в коммунальных водопроводах.

Для повседневных расчетов рекомендуются номограммы, а для более точных расчетов – «Таблицы для гидравлических расчетов трубопроводов из полимерных материалов», том 1 «Напорные трубопроводы» (А.Я. Добромыслов, М., изд>во ВНИИМП, 2004 г.).

При расчетах по номограммам результат достигается одним наложением линейки – следует прямой линией соединить точку со значением расчетного диаметра на шкале dр с точкой со значением расчетного расхода на шкале q (л/с), продолжить эту прямую линию до пересечения со шкалами скорости V и удельных потерь напора 1000 i (мм/м). Точки пересечения прямой линии с этими шкалами дают значение V и 1000 i.

Как известно, затраты электроэнергии на перекачку жидкости находятся в прямой пропорциональной зависимости от величины Н (при прочих равных условиях). Подставив выражение ( 3 ) в формулу ( 2 ), нетрудно увидеть, что величина i (а, следовательно и Н) обратнопропорциональна расчетному диаметру dр в пятой степени.

Выше показано, что величина dр зависит от толщины стенки трубы e: чем тоньше стенка, тем выше dр и тем, соответственно, меньше потери напора на трение и затраты электроэнергии.

Если в дальнейшем по каким-либо причинам меняется значение MRS трубы, ее диаметр и толщина стенки (SDR) должны быть пересчитаны.

Следует иметь в виду, что в целом ряде случаев применение труб с MRS 10 взамен труб с MRS 8, тем более труб с MRS 6,3 позволяет на один размер уменьшить диаметр трубопровода. Поэтому в наше время применение полиэтилена РЕ 80 (MRS 8) и PE 100 (MRS 10) взамен полиэтилена РЕ 63 (MRS 6,3) для изготовления труб позволяет не только уменьшить толщину стенки труб, их массу и материалоемкость, но и снизить затраты электроэнергии на перекачку жидкости (при прочих равных условиях).

В последние годы (после 2013) трубы изготовленные из полиэтилена ПЭ80 практически полностью вытеснены из производства трубами изготовленные из полиэтилена марки ПЭ100. Объясняется это тем, что сырье из которого производятся трубы поставляется из-за границы маркой ПЭ100. А еще тем, что полиэтилен 100 марки имеет более прочностные характеристики, благодаря чему, трубы выпускаются с теми же характеристиками, что трубы из ПЭ80, но с более тонкой стенкой, за счет чего увеличивается пропускная способность полиэтиленовых трубопроводов.

Номограмма для определения потерь напора в трубах диаметрами 6 , 100 мм.

Номограмма для определения потерь напора в трубах диаметрами 100 , 1200 мм.

Онлайн-курсы

Уравнение Бернулли стационарного движения

Одно из важнейших уравнений гидромеханики было получено в 1738 г. швейцарским учёным Даниилом Бернулли (1700 — 1782). Ему впервые удалось описать движение идеальной жидкости, выраженной в формуле Бернулли.

Идеальная жидкость — жидкость, в которой отсутствуют силы трения между элементами идеальной жидкости, а также между идеальной жидкостью и стенками сосуда.

Уравнение стационарного движения, носящее его имя, имеет вид:

где P — давление жидкости, ρ − её плотность, v — скорость движения, g — ускорение свободного падения, h — высота, на которой находится элемент жидкости.

Смысл уравнения Бернулли в том, что внутри системы заполненной жидкостью (участка трубопровода) общая энергия каждой точками всегда неизменна.

В уравнении Бернулли есть три слагаемых:

• ρ⋅v2/2 — динамическое давление — кинетическая энергия единицы объёма движущей жидкости;
• ρ⋅g⋅h — весовое давление — потенциальная энергия единицы объёма жидкости;
• P — статическое давление, по своему происхождению является работой сил давления и не представляет собой запаса какого-либо специального вида энергии («энергии давления»).

Это уравнение объясняет почему в узких участках трубы растёт скорость потока и падает давление на стенки трубы. Максимальное давление в трубах устанавливается именно в месте, где труба имеет наибольшее сечение. Узкие части трубы в этом отношении безопасны, но в них давление может упасть настолько, что жидкость закипит, что может привести к кавитации и разрушению материала трубы.

Расчет давления в трубопроводе

В этой статье мы решим задачку на потерю напора в трубопроводе. Данная статья поможет вам понять, как идет сопротивление движению потока. На реальных цифрах, опишу алгоритм как это делать. Используем основные формулы.

Разберем простой пример с трубой, как видно на изображении в начале трубы насос потом идет манометр, который позволяет измерить давление жидкости в начале трубы. Через определенную длину установлен второй манометр, который позволяет измерить давление в конце трубы. Ну и в самом конце стоит кран. Эта схема достаточно проста, и я попытаюсь привести примеры. И так начнем.

Вообще существует не один способ как узнать потерю напора: Способ, когда известно давление вначале и в конце трубы, можно вычислить потерю напора по формуле: М1-М2=Давление, то есть эта разница между двумя манометрами. Допустим у нас получилось, грубо говоря 0,1 МПа, что составляет одну атмосферу. Это значит у нас потеря напора по длине составляет 0,1 МПа

Обратите внимание, мы можем указывать потерю напора по двум величинам, это по гидростатическому давлению, что составляет 0,1 МПа и по высоте напора водного столба в метрах, что составляет 10 метров. Как я не однократно говорил каждые 10 метров это одна атмосфера давления

Существует ряд методов, как рассчитать потерю напора не имея манометров на трубах. Ученые исследователи приготовили для нашего пользования замечательные формулы и цифры, которые нам пригодятся.

Существует хорошая формула которая позволяет вычислить потерю напора по длине трубопровода.

А теперь поговорим о коэффициенте гидравлического трения.

Формулы нахождения этого коэффициента зависит от числа Рейнольдса и эквивалента шероховатости труб.

Напомню эту формулу (она применима только к круглым трубам):

Далее находим формулу для нахождения коэффициента гидравлического трения по таблице:

Здесь Δ_э – Эквивалент шероховатости труб. Эта величина в таблицах указывается в милиметрах, но вы когда будете вставлять в формулу обязательно переводите в метры. Вообще не забывайте соблюдать пропорциональность единиц измерения и не смешивайте в формулах разных типа с .

d-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости.

Также хочу подметить, что подобные величины по шероховатости бывают абсолютными и относительными или даже есть относительные коэффициенты. Поэтому когда если будете искать таблицы с величинами, то величина эта должа называться “эквивалентом шероховатости труб” и не как иначе, а то результат будет ошибочный. Эквивалент означает – средняя высота шероховатости.

В некоторых ячейках таблицы указаны две формулы, вы можете считать на любой выбранной, они почти дают одинаковый результат.

Таблица: (Эквивалент шероховатости)

Таблица: (Кинематическая вязкость воды)

А теперь давайте решим задачу:

Найти потерю напора по длине при движении воды по чугунной новой трубе D=500мм при расходе Q=2 м 3 /с, длина трубы L=900м, температура t=16°С.

Решение: Для начала найдем скорость потока в трубе по формуле:

Сдесь ω – площадь сечения потока. Находится по формуле:

ω=πR 2 =π(D 2 /4)=3.14*(0,5 2 /4)=0,19625 м 2

Далее находим число Рейнольдса по формуле:

Re=(V*D)/ν=(10,19*0.5)/0,00000116=4 392 241

ν=1,16*10 -6 =0,00000116. Взято из таблицы. Для воды при температуре 16°С.

Δ_э=0,25мм=0,00025м. Взято из таблицы, для новой чугунной трубы.

Далее сверяемся по таблице где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

Далее завершаем формулой:

h=λ*(L*V 2 )/(D*2*g)=0,01645*(900*10,19 2 )/(0,5*2*9,81)=156,7 м.

Ответ: 156,7 м. = 1,567 МПа.

Давайте рассмотрим пример, когда труба идет вверх под определенным углом.

В этом случае нам к обычной задаче нужно прибавить высоту(в метрах) к потери напора. Если труба будет идти на спуск в низ, то тут необходимо вичитать высоту.

Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:

Расчет давления в трубопроводе Расчет давления в трубопроводе В этой статье мы решим задачку на потерю напора в трубопроводе. Данная статья поможет вам понять, как идет сопротивление движению потока. На реальных цифрах, опишу

Как посчитать потерю?

Потеря давления в водопроводной сети происходит по следующим причинам (засоры и ржавчина труб не рассматриваются):

1. Сопротивление трубы на прямых участках.
2. Местное сопротивление (изгибы, клапана и т.п.).

Для удобства подсчетов существуют онлайн-калькуляторы, которые в считанные секунды позволяют выяснить уровень падения давления в трубопроводе. Также для решения этой задачи можно воспользоваться специальными табличными данными.

Расчет на прямых участках

Для расчета потерь нужно выяснить:

• расход воды;
• материал трубопровода, его диаметр и длину.

Выбрав нужное значение в таблице и выяснить величину снижения давления.

Табличные данные для полипропиленовых труб, — для металлических труб в вычисления нужно добавить поправочный коэффициент 1,5. Если длина трубы меньше 100 метров, то результат умножается на коэффициент длины. Так для металлической трубы с диаметром 50 мм, длиной 35 метров и расходом воды в 6.0 м³/ч получится следующий результат: 1,6*0,35*1,5=0,84 мвс.

На местах

Также потери происходят на поворотах и изгибах трубопровода, а также в местах нахождения запорной арматуры и фильтров.

Для расчетов существует специальная таблица, чтобы ей воспользоваться нужно узнать скорость потока воды в трубе, — вычисляется это следующим образом: расход нужно разделить на площадь сечения трубы.

Кондиционер с установкой за 19 990 руб.

Использование трубопроводов в системах кондиционирования и вентиляции

В системах кондиционирования теплоноситель перемещается по трубопроводам. Необходимый диаметр труб зависит от расхода теплоносителя.

При движении теплоносителя по трубопроводу происходят потери давления из-за гидравлических сопротивлений: трения и местных сопротивлений. Поэтому для расчета трубопровода используют формулы гидравлики. Принципы гидравлического расчета не зависят от вида теплоносителя, которым может быть вода, пар, хладагенты и т.д.

Наиболее распространенный метод расчета трубопроводов – метод удельных потерь давления. Этот метод состоит в раздельном подсчете потерь давления на трение и на местные сопротивления в каждом участке системы труб.

Потери давления в трубопроводе на трение

Потери давления на преодоление сил трения зависят от плотности и скорости течения теплоносителя, а также параметров трубопровода. Потери на трение Pтр измеряются в кг на кв.м. и рассчитываются по формуле:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x – безразмерный коэффициент трения, l – длина трубы в метрах, d – диаметр трубы в метрах, v – скорость течения перемещаемой среды в м/с, y – плотность теплоносителя в кг/куб.м., g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2).

Коэффициент трения x определяется материалом и шероховатостью стенок трубы, а также режимом движения жидкости. Различают два режима течения: ламинарное и турбулентное.

Чтобы не рассчитывать каждый раз потери на трение в трубе, составлены таблицы гидравлических потерь в зависимости от диаметра труб и расхода жидкости. Они содержатся в справочниках проектировщика систем кондиционирования. Ниже приведена таблица гидравлического расчета для обыкновенных стальных водогазопроводных труб (ГОСТ 3262-62), по которым движется вода.

Режимы течения жидкости

1. Ламинарное течениеПотоки жидкости перемещаются в направлении течения, без образования вихрей. Гидравлическое сопротивление трубопровода зависит только от скорости движения теплоносителя. При скоростях теплоносителя, не превышающих 1-2 м/с, можно для расчетов считать течение ламинарным.
2. Турбулентное течениеПри повышении скорости течения теплоносителя возникает турбулентность течения. Кроме перемещения в направлении потока, струи жидкости завихряются. При этом гидравлическая шероховатость труб повышается, то есть сильно увеличивается сопротивление трения. Поэтому при перемещении теплоносителя по трубопроводу нужно избегать турбулентностей.

Потери давления в трубопроводе на местные сопротивления

При изменении направления и скорости движения теплоносителя в трубопроводе системы кондиционирования возникают дополнительные сопротивления. Они называются местными и происходят в клапанах, отводах и т.п.

Потери давления на местные сопротивления на участке трубопровода рассчитываются по формуле:

Рмест = W* (v*v*y)/2g,

где v – скорость течения перемещаемой среды в м/с, y – плотность теплоносителя в кг/куб.м., g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2), W – суммарный коэффициент местных сопротивлений на данном участке. Он определяется опытным путем либо содержится в справочниках.

Потери давления на местные сопротивления Z ищут отдельно для каждого участка сети трубопровода.

1. Сначала определяют суммарный коэффициент W для участка.
2. Затем умножают на динамический напор теплоносителя (v*v*y)/2g.

Замечание: при расчете водяных систем можно воспользоваться упрощенной формулой: Рмест = 50W*v*v.

Расчет общих потерь давления

Общие потери давления складываются из действия трения и местных сопротивлений: Р = Ртр + Рмест.

1. Определяем потери давления на самом нагруженном участке. Обычно это самый удаленный от источника тепло-или холодоснабжения участок трубопровода.
2. Затем приравниваем потери давления в последующих ответвлениях к потерям на самом нагруженном участке. Допустимо расхождение до 10-15%.
3. Складывая потери давления частей трубопровода, получим общие потери давления в трубопроводе системы кондиционирования.

Уличные шторы для беседки своими руками

Изготовить защиту от дождя уличного открытого помещения можно и самим. Подбирать ткань для штор в беседку нужно с учетом ее устойчивости к солнечным лучам, температурным колебаниям и возможным осадкам. Хорошо подходят для этой цели полиуретан и полихлорвинил. Прозрачные и мягкие, они прекрасно защитят от дождя и ветра и оставят открытым обзор.

Для практичности, красоты и удобства крепления полотна можно обшить широкими полосами по периметру. Это может быть как нетканый материал, так и обычная ткань, не выгорающая на солнце. Окантовка сделанных своими руками прозрачных штор для беседки может выполнять роль декоративной детали, сочетаясь с цветом беседки или создавая выгодный контраст с ней. Превосходно смотрится гармоничное сочетание окантовки с драпировкой внутренней мебели, если такая имеется.

Если нужно закрыться не только от дождя и ветра, но и от посторонних глаз, можно использовать для беседки брезентовые шторы или другие плотные ткани. Здесь имеется большой простор фантазии для декоративного оформления — завязки, шнуры, молнии, разноцветные строчки и ткани, создающие единый и гармоничный ансамбль с ландшафтным дизайном участка.