О расчете потерь напора в трубопроводах

Потери напора по длине определяются общей формулой h = i , где i – гидравлический уклон, который, в свою очередь обычно определяют по формуле Дарси-Вейсбаха

, (2)

где V – скорость в трубопроводе м/с, D – диаметр, м,

l – коэффициент гидравлического сопротивления.

С учетом того, что формула (2) приобретает вид

, где q – расход, м³/с.

Потери на местные сопротивления

,

где -сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Суммарные потери напора

,

где L – длина, м.

Коэффициент сопротивления l зависит от шероховатости стенок, диаметра, скорости воды, вязкости (температуры). В табл. 17 приведены зависимости для вычисления коэффициентов z.

Множитель перед величиной q² называют сопротивлением трубопровода

.

Потери напора .

Для определения коэффициента широко распространены следующие формулы:

-Кольбрука-Уайта , (3)

где – осредненная относительная шероховатость;

– высота выступов шероховатости на стенках трубы;

– число Рейнольдса,

– кинематическая вязкость воды, м²/с, которая зависит от температуры , здесь t – температура, ⁰С;

в формуле (3) величину не удается выразить в явном виде, используют приближенные методы определения;

используют также формулы:

-Альтшуля (4)

- СНиП 2.04.02.-84 рекомендуют пользоваться зависимостью ; (5)

значения коэффициентов, входящих в формулу, приведены в табл. 15.

Ориентировочные значения абсолютной шероховатости, используемые в формулах (3) и (4) указаны в последней графе таблицы 15.

Для определения гидравлического уклона используют также формулу Шези , гдеV- скорость, R – гидравлический радиус, i- гидравлический уклон.

Один из вариантов формулы Шези предусматривает вычисление коэффициента C по формуле Маннинга ; отсюда следует ; но так как для круглых труб, работающих полным сечением ,

(6)

Коэффициент шероховатости n в этой формуле принимается по табл. 14.

Таблица 14

Материал трубопровода	n
Сталь	0,012
Чугун с внутренним битумным покрытием	0,013
Асбестоцемент	0,012
Бетон	0,013

Величина потерь напора на пластмассовых трубах рассчитываются в соответствии с рекомендациями СП 40-102-2000 [3]. Коэффициент гидравлического сопротивления l в этом случае определяется из формулы

) ,

где , если b > 2 принимается b = 2;

; ;

– кинематическая вязкость, м²/с;

V – скорость, м/с; d – диаметр, м; К_Э – величина выступов шероховатости на пластмассовых трубах, рекомендуется принимать величину К_Э не менее 0,00001 – 0,00005 м, практически, с учетом дополнительных сопротивлений на стыках труб рекомендуем принимать К_Э в пределах 0,0001 – 0,0003 м.

Пример расчета потерь напора.

Труба чугунная, D=600 мм, расход 0,25 м³/с, t =10ºС.

Скорость . Длина 1000 м.

1.По формуле Шези-Маннинга потери напора

.

2.По формуле СНиП 2.04.02.-84

.

3.По формуле Альтшуля

Таблица 15

Дата добавления: 2015-08-05