Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя

Для знаходження коефіцієнта гідравлічного тертя неможливо відразу визначити зони гідравлічних опорів, бо невідомі швидкості руху води на ділянках трубопроводу, а значить числа Рейнольдса і режими руху. В такому випадку гідравлічний розрахунок трубопроводів виконуємо методом послідовних наближень. У першому наближенні допускаємо, що в усіх трубах режим руху води турбулентний, труби працюють у зоні квадратичного опору і коефіцієнти гідравлічного тертя в кожній трубі знаходимо за формулою Шифринсона:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Значення величини еквівалентної шорсткості приймаємо за довідником.

Для керамічних труб Ке=1,35.

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Для приведення швидкостей руху води в трубах різних діаметрів до однієї використаємо рівняння нерозривності потоку:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Де V- середня швидкість потоку рідини, м/с.

ω-площа живого перерізу потоку, м2.

Звідси швидкість руху води в кожній трубі визначається за формулою:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Для кожної ділянки трубопроводу визначаємо площу живого перерізу:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення втрат напору по довжині.

Визначаємо втрати напору по довжині для кожної ділянки трубопроводу за вищенаведеною формулою:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення втрат напору на місцевих опорах

Втрати напору на місцевих опорах визначаємо за формулою Вейсбаха:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru , м.

Визначаємо коефіцієнти місцевих опорів:

-коефіцієнт входу з резервуара в трубу Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru =0,5

- плавний поворот на 90°.

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru пл. пов.=f(R/d)

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Види труб R/d
1.5
Гладкі 0,22 0,18 0,14 0,11 0,08 0,11
Шорсткі 0,52 0,4 0,28 0,23 0,18 0,2

Оскільки за схемою R1=d1 , відповідно R1/ d1=1. Для гладких труб Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru пл. пов.=0,22, для шорстких Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru пл. пов.=0,52.

-діафрагма:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Де ω1-площа поперечного перерізу трубопроводу d1=50мм.

ωдіаф- площа поперечного перерізу діафрагми;

n- відношення площі поперечного перерізу ωдіаф до площі поперечного перерізу ω1

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

ε-коефіцієнт стиснення, визначається за довідником або за формулою:

ε 0,611 0,612 0,616 0,622 0,633 0,644 0,662 0,687 0,722 0,781 1,0
n 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

-поступове розширення:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Де кпр-поправковий коефіцієнт (коефіцієнт зм’якшення), залежить від кута конусності α.

<α=2β= 25 →kпр.= 0,62 за довідником.

500мм-довжина розширення згідно схеми.

α
kпр. 0,14 0,16 0,22 0,3 0,42 0,62

- різке звуження:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

- різкий поворот:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

D.mm
Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru пов. 1,7 1,3 1,1 0,83

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru =0,98


- трійник Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

- пробковий кран

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

α
Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru 0,05 0,29 0,75 1,56 3,1 5,47 9,68 17,3 31,2 52,6

α-за завданням; α=20град.

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru =1,56

- поступове звуження:

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Де кпз-коефіцієнт пом’якшення, залежить від кута конусності.

<α=2β=34→ Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru =0,215

tgβ=(d3-dвих)/(2*lвих)=0,3 β=arctg 0,3 =17

α
Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru 0,4 0,25 0,2 0,2 0,3 0,4 0,6

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru =0,010438+0,004593+0,244257+0,000019+0,028629+0,049949+0,050968+0,079510+

+0,024717=0,5 Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

0,5 Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru =9,4

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru =18,8

V3=4,3 м/с

V1=0,64V3=2,752м/с

V2=0,0256V3=0,11008м/с

Vвих=2,56V3=11,008м/с

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru 0,561334028·4,32=10,38.

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя - student2.ru

Наши рекомендации