Гидравлический расчет трубопровода

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. При расчетах по данной методике нефтепровод считается изотермическим, если при значениях минимальной и максимальной температур нефти на расчетном участке вязкости отличаются не более чем на 10 %.

1.2. Под газонасыщенной нефтью понимается нефть с растворенными в ней компонентами природного газа, для поддержания однофазного состояния которой требуется давление, превышающее атмосферное.

1.3. Под газосодержанием понимается отношение объема газа, приведенного к стандартным условиям (760 мм. рт. ст., 293 К) к объему дегазированной нефти, из которой этот газ выделился.

1.4. Методика определяет порядок гидравлического расчета нефтепроводов для транспорта газонасыщенных нефтей, но не регламентирует методы их проектирования и технологические режимы их эксплуатации.

1.5. Условные обозначения:

Н – суммарные потери напора на расчетном участке, м. ст. м.;

h тр – потери напора на трение на расчетном участке, м. ст. м.;

h мс – потери напора на преодоление местных сопротивлений, м. ст. м.;

Δ Z – алгебраическая разность высотных отметок конца и начала расчетного участка, м;

Δ Z р – разность высотных отметок максимального залива продукта в резервуарах станции с емкостью (или конечного пункта) и конца расчетного участка, м;

l – длина расчетного участка, м;

i – гидравлический уклон, м/м;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

W – скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;

W мс – расчетная скорость движения жидкости в местном сопротивлении, м/с;

g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с 2 ;

Re – параметр Рейнольдса;

ξ – коэффициент местного сопротивления;

φ – поправочный коэффициент;

v – коэффициент кинематической вязкости газонасыщенной нефти, м 2 /с;

ρ плотность, кг/м 3 ;

Q – объемный расход, м 3 /с;

G – массовый расход, кг/с;

Ф – газосодержание нефти, м 3 / м 3 ;

H ст – требуемый напор станции непосредственно за регулятором давления, м. ст. ж.;

р ст – требуемое давление станции за регулятором давления, н/м 2 ;

ps давление насыщения нефти при максимальной температуре на участке, н/м 2 ;

p з – давление запаса над давлением насыщения нефти для предотвращения образования двухфазного потока, н/м 2 ;

Δ h – подпор к основному насосу, обеспечивающий его бескавитационную работу, м. ст. ж.

Индексы «нд», «нг», «г» относятся соответственно к:

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА

Для выполнения расчетов по настоящей методике необходимы следующие исходные данные:

1) производительность нефтепровода по дегазированной нефти;

2) коэффициент кинематической вязкости при заданном газосодержании и расчетной температуре;

3) плотность, дегазированной и газонасыщенной нефти при расчетной температуре;

4) плотность газа при стандартных условиях;

5) газосодержание нефти;

6) внутренний диаметр трубопровода или отдельных его участков;

7) длина трубопровода или отдельных участков c различными диаметрами;

8) разность геодезических отметок конца и начала расчетного участка;

9) виды и количество местных сопротивлений в коммуникациях нефтеперекачивающей станции.

Исходные данные по характеристикам нефти и газа определяются по ОСТ 39-112-80. Нефть. Типовое исследование пластовой нефти.

3. Гидравлический расчет нефтепровода

3.1. Расчетные формулы позволяют определить:

требуемые напоры на нагнетательной стороне нефтеперекачивающей станции, необходимые для перекачки заданного количества дегазированной нефти;

расход газонасыщенной нефти при заданном расходе дегазированной нефти;

расход нефтепровода по газу, приведенный к стандартным условиям.

Расчет нефтепровода по данной методике производится в тех случаях, когда вязкость дегазированной и газонасыщенной нефтей отличаются не менее чем на 10 %.

Когда их отличие менее 10 %, расчет выполняется по вязкости дегазированной нефти.

3.2. Гидравлический расчет нефтепровода, предназначенного для транспортирования газонасыщенной нефти в однофазном состоянии при изотермических условиях, производится следующим образом.

При заданном массовом расходе нефтепровода по дегазированной нефти определяется объемный расход

(1)

Объемный расход газонасыщенной нефти находится по формуле

(2)

Суммарные потери напора на расчетном участке определяются по формуле

3.3. Потери напора на трение находятся по формуле

3.3.1. При работе станции на следующую промежуточную нефтеперекачивающую станцию длина расчетного участка принимается от регуляторов давления станции до входного патрубка первого основного насоса следующей станции.

3.3.2. При работе станции на емкость следующей нефтеперекачивающей станции (или конечного пункта) длина расчетного участка принимается от регуляторов давления станции до наиболее удаленного резервуара станции с емкостью (или конечного пункта).

3.3.3. Гидравлический уклон определяется по уравнению

(5)

(6)

3.4. Коэффициент гидравлического сопротивления определяется в зависимости от значения параметра Рейнольдса

(7)

а) При значениях Re до 2040

(8)

б) При значениях Re от 2040 до 2800

λ = (0,16 Re – 13) · 10 -4 (9)

в) При значениях Re более 2800 формулы определения λ для разных чисел Рейнольдса и предельные максимальные значения чисел Рейнольдса, ограничивающие область применения этих формул для труб различных диаметров, приведены в таблице 1.

3.5. Потери напора на местные сопротивления определяются по формуле

(10)

Коэффициенты местных сопротивлений приведены в табл. 2, рис. 1 – 7.

Расчетная величина скорости W мс находится по средней скорости потока с учетом режима течения по формуле

Поправочный коэффициент φ равен:

для турбулентного режима φ = 1;

для ламинарного режима значение поправочного коэффициента φ определяется в зависимости от числа Рейнольдса (рис. 8.)

3.6. Требуемый напор, развиваемый нефтеперерабатывающей станцией непосредственно за регулятором давления, находится по формулам.

3.6.1. При работе на следующую промежуточную нефтеперекачивающую станцию

(12)

3.6.2 При работе на емкость следующей нефтеперекачивающей станции или конечного пункта)

(13)

3.7. Требуемое давление, развиваемое нефтеперекачивающей станцией, определяется по формуле

3.8. Массовый расход перекачиваемого по трубопроводу газа находится по формуле

Коэффициенты гидравлических сопротивлений

По формуле при до:

Гидравлический расчет трубопровода.

Гидравлический расчет обычного бытового трубопровода выполняется при помощи уравнения Бернулли:

(z 1 + p 1 /ρg + α 1 u 2 1 /2g) – (z 2 + p 2 /ρg + α 2 u 2 2 /2g) = h 1-2 ­.

Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.

В данном уравнении h1-2 – потери напора (энергии) на преодоление всех видов гидравлического сопротивления, которое приходится на единицу веса перемещающейся жидкости.

h 1-2 = h t + Σh м .

  • ht – потери напора на трение по длине потока.
  • Σhм – суммарные потери напора на местном сопротивлении.
Будет полезно:  Дизайн офиса: фото проектов интерьера, мебель в современном стиле для кабинета

Потери напора на трение по длине потока вы можете рассчитать по формуле Дарси-Вейсбаха

h t = λ(L/d)(v 2 /2g).

  • где L –длина трубопровода.
  • d -диаметр участка трубопровода.
  • v – средняя скорость перемещения жидкости.
  • λ -коэффициент гидравлического сопротивления, который в общем случае зависит от числа Рейнольдса (Re=v*d/ν), и относительной эквивалентной шероховатости труб (Δ/d).

Значения эквивалентной шероховатости Δ внутренней поверхности труб разных типов и видов указаны в таблице 2. А зависимости коэффициента гидравлического сопротивления λ от числа Re и относительной шероховатости Δ/d указаны в таблице 3.

В случае, когда режим движения ламинарный, то для труб некруглого сечения коэффициент гидравлического сопротивления λ находится по персональным для каждого отдельного случая формулам (табл. 4).

Если турбулентное течение развито и функционирует с достаточной степенью точности, то при определении λ можно использовать формулы для круглой трубы с заменой диаметра d на 4 гидравлических радиуса потока Rг (d=4Rг)

R г = w / c .

  • где w– площадь «живого» сечения потока.
  • c- «смоченный» его периметр (периметр «живого» сечения по контакту жидкость – твердое тело)

Потери напора в местных сопротивлениях можно определить по форм. Вейсбаха

h м = ζ v 2 /2g.

  • где ζ – коэффициент местного сопротивления, который зависит от конфигурации местного сопротивления и числа Рейнольдса.

При развитом турбулентном режиме ζ = const, что позволяет ввести в расчеты понятие эквивалентной длины местного сопротивления Lэкв. т.е. такой длины прямого трубопровода, для которого ht = hм. В данном случае потери напора в местных сопротивлениях учитываются тем, что к фактической длине трубопровода добавляется сумма их эквивалентных длин

  • где Lпр – приведенная длина трубопровода.

Зависимость потерь напора h1-2 от расхода называется характеристикой трубопровода.

В случаях когда движение жидкости в трубопроводе обеспечивает центробежный насос, то для определения расхода в системе насос – трубопровод выстраивается характеристика трубопровода h =h(Q) с учетом разности отметок ∆z (h1-2 + ∆z при z1 z2) накладывается на напорную характеристику насоса H=H(Q), которая приведена в паспортных данных насоса (смотреть рисунок). Точка пересечения таких кривых указывает на максимально возможный расход в системе.

Сортамент труб.

Наружный диаметр dн, мм

Внутренний диаметр dвн, мм

Толщина стенки d. мм

Наружный диаметр dн, мм

Внутренний диаметрdвн, мм

Толщина стенки d, мм

1. Трубы стальные бесшовные общего назначения

3. Трубы насосно-компрессорные

Онлайн-калькулятор потерь напора в зависимости от расхода жидкости и сечения трубопровода

Зачем нужен этот калькулятор?

Калькулятор умеет рассчитывать потери напора в метрах в зависимости от длины и диаметра вашего трубопровода, а также объемного расхода жидкости. Зная потери напора, вы сможете более точно подобрать нужный насос под вашу задачу.

Чтобы воспользоваться калькулятором, введите исходные данные, потом нажмите кнопку “Рассчитать”.
Ниже этой кнопки будут показаны результаты расчета.

1. Этот калькулятор работает в тестовом режиме. Обязательно проверьте полученные данные на адекватность. Если вы нашли очевидную ошибку или неточность, пожалуйста, сообщите нам на электронную почту.

2. Калькулятор рассчитывает потери давления жидкости без учета изменения высоты труб. Подробнее об этом будет указано в конце статьи.

Подробнее о заполнении полей калькулятора и результатах расчета

Поясним чуть подробнее как заполнить исходные данные.

  • Внутренний диаметр трубопровода. Измеряется в миллиметрах. Лучше измерять диаметр труб непосредственно штангенциркулем, а не ориентироваться на справочные данные. Также обратите внимание на то, что диаметр требуется именно внутренний. В каталогах труб часто указывают номинальный диаметр труб, который чуть больше, чем внутренний.
  • Длина трубопровода.Измеряется в метрах. Длина трубопровода — это сумма длин всех прямых участков трубы, а не расстояние между начальной и конечной точкой. К примеру, если у вас труба идет 10 метров по земле, а затем поднимается на 3 метра вверх, и идет 2 метра в обратном направлении, то в калькулятор нужно занести число 15. Это важно учитывать на предприятиях, где трубы часто обходят препятствия и имеют технологические изгибы.
  • Расход жидкости.Пример расчета потери напора для подбора насоса

Допустим, мы хотим подобрать насос для двухэтажного дома. Нам нужно, чтобы на втором этаже могла работать стиральная машина, для которой нужно обеспечить давление в 6 м.в.ст. Источником воды будет колодец или скважина, глубиной 10 метров. Сам насос будет располагаться на уровне воды. Начертим эскиз водопровода и укажем все известные нам размеры: расстояние от скважины до дома 15 метров, расстояние от земли до места установки стиральной машины 5 метров.

Сложив все эти величины, получаем длину трубопровода 30 метров. Вводим это значение в калькулятор. Заполняем остальные значения: в нашем случае внутренний диаметр труб будет 15 мм. В качестве значения расхода воды укажем максимальное потребление для стиральной машины — 30 литров в минуту. В качестве жидкости у нас будет выступать вода, а в качестве труб — полипропилен. Нажимаем кнопку рассчитать, и получаем потери напора в 22 метра водяного столба.

Но это еще не окончательный ответ. Из рисунка выше видно, что в нашем случае насос должен поднять воду на высоту 15 метров (10 метров высота скважины и 5 метров — высота дома). Значит к 22 м.в.ст. нужно добавить еще 15 метров высоты. Общие потери напора, с учетом подъема воды из скважины до высоты второго этажа составят 22+15=37 метров водяного столба. Однако, если взять насос с максимальным напором в 37 м.в.ст он сможет лишь поднять воду до уровня стиральной машины. Но ни капли жидкости не перельется через край трубы. Для того, чтобы жидкость выливалась из крана, нужно создать избыточный напор. Причем, впускной клапан стиральной машины, по условиям нашей задачи, требует как минимум 6 м.в.ст избыточного давления. Их тоже нужно прибавить к результату: 37+6=43 метра водяного столба.

Вот теперь мы можем подобрать насос для данного водопровода: нам подойдут любые модели, способные обеспечить напор более 43 метров водяного столба.

Но, обратите внимание на получившуюся цифру: при длине линии в 30 метров у нас на одно только трение теряется аж 22 метра напора. Если трубы еще не проложены, то стоит выбрать диаметр труб побольше. Посмотрим, что будет, если мы всего на треть увеличим диаметр трубы. Диаметр у нас был 15, а теперь возьмем трубы диаметром 20 мм. Остальные данные оставим теми же.

Нажимаем кнопку «рассчитать» и получаем потери давления — чуть более 6 метров водяного столба: это более чем в три раза меньше. Не забудем прибавить к этой цифре 15 метров подъема по высоте и 6 метров давления, которое мы хотим видеть на выходе из трубопровода: 6+15+6=27 метров водяного столба. Получается, что увеличив диаметр труб всего на треть, мы можем существенно снизить требования к насосу. В нашем случае, для сечения труб ⌀ 20 мм нам подойдет любой насос с рабочим давлением более 27 метров водяного столба.

Расчет потери напора сделан. Как теперь подобрать насос?

Когда известны расчетные параметры трубопроводной сети, можно подобрать насос онлайн, пользуясь нашим каталогом. Для подбора насоса онлайн вам необходимо будет указать желаемую производительность насоса и его напор (давление). Подробнее об онлайн-подборе насосов на нашем сайте написано здесь.

Как вариант, вы всегда можете позвонить нам или написать на электронную почту, чтобы переложить подбор насоса на наших приветливых и заботливых менеджеров по продажам.

Что нужно для гидравлического расчета трубопровода

Дачник с 20 летним стажем

Каждая система, основная задача которой — перемещение воды или других жидкостей, состоит из трубопроводов. Это касается самых различных областей, они применяются в водопроводах, системах отопления и т.д. Если постройка такой конструкции, предназначенной для выполнения относительно простых задач, не вызывает каких-либо сложностей, то масштабный проект требует точных вычислений. В частности, это касается скорости передачи воды и других жидкостей, размеров использующихся труб и т.д. Процесс, позволяющий получить точность в этом вопросе, – это гидравлический расчет трубопроводов.

Уравнения, решаемые для определения основных характеристик будущей конструкции, достаточно сложные. Далеко не каждый человек способен самостоятельно все правильно решить. Именно поэтому был создан специальный калькулятор, который способен провести гидравлический расчет трубопроводов онлайн.

Проведите гидравлический расчет трубопровода

Чтобы рассчитать гидравлический расчет, требуется решить две основных задачи:

  1. Определить коэффициент потери напора по длине – это разность напора давления в трубопроводе на участке трубы определенной длины.
  2. Определить значение расхода жидкости в трубопроводе при ее движении. Значение потока жидкости определяется путем вычисления разницы между показателями манометров на входе в трубопровод и выходе из него.

Исходные данные

Процедура вычисления гидравлики трубы осуществляется по формуле Дарси Вейсбаха, на основании следующих сходных параметров:

  1. Значение расхода воды. Выражается в тоннах, поделенных на один час.
  2. Температура на начале и в конце расчетного участка трубопровода. Выражается в градусах по Цельсию.
  3. Диаметр внутренней части. Выражается в миллиметрах.
  4. Размер длины трубы на расчетном участке. Выражается в метрах.
  5. Шероховатость внутренней части. Выражается в миллиметрах. Указываемое значение коэффициента трения должно соответствовать аналогичному параметру старых систем трубопроводов.
  6. Значение сопротивления трения местных потерь напора.

В данном видео рассмотрим гидравлический расчет трубопровода:

По имеющимся данным определяются оставшиеся переменные. Зная формулы, можно рассчитать:

  1. Значение средней температуры (оно изменяется в процессе течения воды). Необходимость вычисления этого параметра обусловлена тем, что температура воды в начале участка больше, чем в его конце.
  2. Коэффициент вязкости жидкости.
  3. Средняя плотность потоков жидкости.
  4. Данные о расходе воды.
  5. Значение скорости движения жидкости.
  6. Число Рейнольдса.
  7. Значение гидравлического трения.
  8. Стандартная и удельная величина потери напора в трубопроводе.
  9. Параметр потери давления в точках пересечения труб.
  10. Непосредственна сама характеристика гидравлического сопротивления.

Использование калькулятора гидравлического расчета

Как уже было сказано, вычисление характеристик гидравлического сопротивления простого трубопровода можно произвести самостоятельно. Однако при работе со сложными конструкциями сделать это достаточно проблематично. Поэтому самый простой способ получения описываемых параметров —использование возможностей специализированного онлайн-калькулятора.

Алгоритм вычисления по нему выглядит следующим образом:

  1. Сначала необходимо выбрать требуемый метод расчета решения.
  2. Потом нужно указать материал, из которого изготовлены используемые трубы.
  3. Далее требуется задать значение расхода жидкости. Оно зависит от таких факторов, как тип перекачиваемой жидкости, среда использования конструкции, рабочие характеристики насоса и т.д.
  4. Затем последовательно указываются следующие параметры:
    • размеры сечения внутренней и наружной части трубопровода;
    • длина расчетного участка;
    • средняя температура воды на расчетном участке.

После ввода всех данных программа в автоматическом режиме произведет вычисления и представит их пользователю в виде графика. Его пример представлен ниже.

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.

Гидравлический расчет в системах с принудительной циркуляцией

Гидравлический расчет в системах, где движение жидкости осуществляется принудительно, напрямую зависит от требуемой скорости движения, которая, в свою очередь, определяется параметрами напора, шероховатости внутренних поверхностей труб, а также материалами их изготовления.

Трубы из пластика имеют гораздо меньшую шероховатость, чем металлические. Однако при использовании полимеров значение диаметра должно оставаться таким же, каким он было бы при применении металла. Это требуется потому, что размеры толщины стенки пластиковых труб могут меняться в зависимости от рабочего и предельного значений напора. Диапазон изменения размеров всегда указывается производителями.

Подбор диаметров труб

Как было упомянуто, оптимальное значение диаметра основных труб в системе подачи воды зависит от множества параметров:

  • материал изготовления;
  • тип работы системы – естественная или принудительная;
  • рабочая скорость потоков;
  • параметр давления;
  • наличие фактора деления трубопровода на несколько разводок;
  • вид используемого в системе теплоносителя и т.д.

Значения диаметров указываются производителями в двух видах:

  • в миллиметрах;
  • в дюймах – 1 дюйм = 25.4 мм.

Как правило, абсолютно точные вычисления требуются в промышленных системах. При работе с простыми домашними конструкциями достаточно придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Основная труба системы подачи воды – от 10 до 15 мм.
  2. Диаметр труб, использующихся в качестве стояков системы, – от 20 до 25 мм.

Таким образом, проведение гидравлического расчета обязательно при конструкции и установке систем трубопроводов. Важно понимать, что при выборе слишком большого рабочего диаметра давление воды будет слишком малым, что приведет к нарушению режимов работы системы и отрицательно скажется на качестве ее функционирования.

Использование слишком малых диаметров, наоборот, приведет к повышению давления, следовательно, к опасности использования такой системы. Также, при малых значениях, работа системы неизбежно будет сопровождаться шумами.

Гидравлический расчет трубопроводов можно сделать самому

Введение

Трубопровод как способ транспортировки жидких и газообразных сред является самым экономичным способом во всех отраслях народного хозяйства. А значит он всегда будет пользоваться повышенным вниманием у специалистов.

Гидравлический расчет при проектировании трубопроводной системы позволяет определить внутренний диаметр труб и падение напора в случае максимальной пропускной способности трубы. При этом обязательным является наличие следующих параметров: материал, из которого изготовлены трубы, вид трубы, производительность, физико-химические свойства перекачиваемых сред.

Производя вычисления по формулам, часть заданных величин можно взять из справочной литературы. Ф.А.Шевелев, профессор, доктор технических наук разработал таблицы для точного расчета пропускной способности. Таблицы содержат значения внутреннего диаметра, удельного сопротивления и др параметры. Помимо этого, существует таблица приближенных значений скоростей для жидкостей, газа, водяного пара для упрощения работы с определением пропускной способности труб. Используется в коммунальной сфере, где точные данные не столь необходимы.

Способ установки гидравлических трубопроводов

Расчетная часть

Расчет диаметра начинается с использования формулы равномерного движения жидкости (уравнение неразрывности):

где q — расчетный расход

v — экономическая скорость течения.

ω — площадь поперечного сечения круглой трубы с диаметром d.

Рассчитывается по формуле:

где d — внутренний диаметр

отсюда d = √4*q/ v*π

Скорость движения жидкости в трубопроводе принимается равной 1,5-2,5 м/с. Это то значение, которое соответствует оптимальной работе линейной системы.

Потери напора (давления) в напорном трубопроводе находят по формуле Дарси:

Как проводится гидравлический расчет

где g — ускорение свободного падения,

L — длина участка трубы,

v2/2g — параметр, обозначающий скоростной (динамический) напор,

λ — коэффициент гидравлического сопротивления, зависит от режима движения жидкости и степени шероховатости стенок трубы. Шероховатость подразумевает неровность, дефект внутренней поверхности трубопровода и подразделяется на абсолютную и относительную. Абсолютная шероховатость — это высота неровностей. Относительную шероховатость можно рассчитать по формуле:

Шероховатость различна по форме и неравномерна по длине трубы. В связи с этим в расчетах принимается усредненная шероховатость k1 — поправочный коэффициент. Данная величина зависит от целого ряда моментов: материал труб, длительность эксплуатации системы, различные дефекты в виде коррозии и др. При стальном исполнении трубопровода значение применяется равным 0,1-0,2 мм. В то же время, в иных ситуациях параметр k1 можно взять из таблиц Ф.А.Шевелькова.

В том случае, если длина магистрали невысока, то местные потери напора (давления) в оборудовании насосных станций примерно одинаковы потерям напора по длине труб. Общие потери определяются по формуле:

ρ — плотность среды

Случаются ситуации, когда трубопровод пересекает какое-либо препятствие, например, водные объекты, дороги и др. Тогда используются дюкеры — сооружения, представляющие собой короткие трубы, прокладываемые под преградой. Здесь тоже наблюдается напор жидкости. Диаметр дюкеров находится по формуле (с учетом, что скорость течения жидкости составляет более 1 м/сек):

ζ — коэффициент местного сопротивления

Разность отметок лотков труб в начале и конце дюкера принимается равной потерям напора.

Материал для гидравлических трубопроводов

Местные сопротивления рассчитываются по формуле:

Движения жидкости бывают ламинарные и турбулентные. Коэффициент hм зависит от турбулентности потока (число Рейнольдса Re). С увеличением турбулентности создаются дополнительные завихрения жидкости, за счет чего величина коэффициента гидравлического сопротивления увеличивается. При Re › 3000 всегда наблюдается турбулентный режим.

Коэффициент гидравлического сопротивления при ламинарном режиме, когда Re ‹ 2300, рассчитывается по формуле:

В случае квадратичности турбулентного потока ζ будет зависеть от архитектуры линейного объекта: угла изгиба колена, степенью открытия задвижки, наличием обратного клапана. Для выхода из трубы ζ равна 1. Длинные трубопроводы имеют местные сопротивления порядка 10-15% на трение hтр. Тогда полные потери:

Н = hтр + Σ hтр ≈ 1,15 hтр

Производя расчеты, выбирается насос, исходя из параметров подачи, напора, действительной производительности.

Заключение

Гидравлический расчет трубопровода вполне возможно произвести в онлайн-ресурсе, где калькулятор выдаст искомую величину. Для этого достаточно ввести в качестве исходных величин состав труб, их длину и машина выдаст искомые данные (внутренний диаметр, потери напора, расход).

Помимо этого, существует онлайн версия программа «Таблицы Шевелева» ver 2.0. Она проста и удобна в освоении, является имитатором книжного варианта таблиц и также содержит калькулятор подсчета.

Компании, занимающиеся прокладкой линейных систем, имеют в своем арсенале специальные программы для расчетов пропускной способности труб. Одна из таких «Гидросистема» разработана российскими программистами, популярна в российской же промышленности.

Ссылка на основную публикацию