Определение потерь напора в трубах

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=πd 2 /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
  • Для переходного режима 2000
  • 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.

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.

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.

Читайте также:  Газовый котел херман хабитат 2 неисправности

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.

h-потеря напора здесь она измеряется в метрах.
λ-коеффициент гидравлического трения, находится дополнительными формулами о которых опишу ниже.
L-длина трубопровода измеряется в метрах.
D-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах.
V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с 2

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):

V-Скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
D-Внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах.
ν-Кинематическая вязкость. Это обычно для нас готовая цифра, находится в специальных таблицах.

Далее находим формулу для нахождения коэффициента гидравлического трения по таблице:

Здесь Δэ – 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 [мм] с [м].

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.

Читайте также:  Рассчитать автомат по сечению кабеля

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.

Дано:
D=500мм=0.5м
Q=2 м 3 /с
L=900м
t=16°С
Жидкость: H2O
Найти: h-?

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.

Δэ=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:

Потери напора на трение в водопроводных трубах пропорционально их длине и зависит от диаметра труб, скорости течения воды, характера стенок труб и от области гидравлического режима их работы.

Основной формулой для определения потерь напора является формула Дарси-Вейсбаха

, (43)

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала труб, степени шероховатости их стенок и диаметра;
ℓ и d – длина и диаметр трубы;
υ – скорость движения воды;
g – ускорение свободного падения.

При гидравлическом расчете водопроводных сетей для определения потерь напора в трубах широко используют формулу

где i – гидравлический уклон, определяющий потерю напора на единицу

С учетом местных потерь напора в фасонных частях и арматуре, принимаемых 5 – 10% величины потерь по длине, общие потери напора на участке составят

Читайте также:  Картофельно куриные оладьи с сыром

h = (1,05 … 1,1) i ℓ (45)

Величину гидравлического уклона i определяют по различным формулам в зависимости от материала труб:

для неновых стальных и чугунных труб, работающих в квадратичной области при υ ≥ 1,2 м/с,

; (46)

для неновых стальных и чугунных труб, работающих в переходной области при υ 2 = SQ 2 , (52)

где A = i / Q 2 – удельное сопротивление труб, которое равно сопротив- лению трубы длиной l м при расходе 1 м 3 /с. Значения А даются в таблицах Ф.А.Шевелева и А.Ф.Шевелева;
S – сопротивление участка трубы длиной ℓ при расходе, равном единице, S = Аℓ;
К – поправочный коэффициент, учитывающий неквадра- тичность зависимости потерь напора от средней скорости движения воды. Значения К даются в таблицах Ф.А.Шевелева и А.Ф.Шевелева.
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекция 1
1. Основные понятия о водоснабжении; санитарное, экономическое и технологическое значение водоснабжения. Краткая история развития водоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Основные категории водопотребителей . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .
3. Классификация систем водоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Общая схема водоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
Лекция 2
5. Схемы водоснабжения различных назначений . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6. Особенности и схемы железнодорожного водоснабжения . . .. . . . . .
Лекция 3
7. Общие понятия о водопотреблении и режимах расходования воды
8. Нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . .
9. Определение расчетных суточных расходов воды основных категорий водопотребителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекция 4
10. Режимы и графики водопотребления. Расчетные часовые расходы воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11. Режим работы отдельных водопроводных сооружений и их взаимная связь в отношении расходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12. Связь отдельных водопроводных сооружений в отношении напоров. Определение высоты водонапорной башни . . . . . . . . . . .
13. Особенности работы системы водоснабжения с контррезервуаром .
Лекция 5
14. Определение емкости и размеров баков водонапорной башни и резервуаров чистой воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15. Водонапорные башни, их назначение и конструкции, обвязка баков ВБ трубопроводами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16. Резервуары, их типы и назначение, оборудование резервуаров трубопроводами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекция 6
17. Назначение водопроводной сети и основные требования к ней . . .
18. Основные правила трассирования водопроводных сетей . . . . . . . .
19. Разновидности водопроводных сетей . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .
20. Составление расчетных схем и задачи гидравлического расчета водопроводной сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекция 7
21. Порядок назначения начального потокораспределения в водопроводных сетях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
22. Определение диаметров труб водопроводных линий . . . . . . . . . . .
23. Определение потерь напора на участках водопроводной сети . . . .

(Раздел – Водопроводные сети населенных мест)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector