мо формули (3.3) і (3.4):
(3.3)
(3.4)
2) Визначення діаметра газопроводу, формула для отримання якого (3.6) виведена з швидкості газопроводу (3.2) і його площі (3.5):
(3.5)
(3.6)
3) Перерахунок швидкості газу за отриманим діаметру. За схемою газопроводу видно, що він складається з трьох ділянок, причому швидкості другого і третього ділянок рівні, так само витрата першої ділянки ділиться порівну між двома наступними:
(3.7)
(3.8)
4) Визначення динамічної в'язкості для заданої температури:
(3.9)
5) Визначення кінематичної в'язкості:
(3.10)
6) Тепер можна визначити режим руху рідини. Кількісною мірою режиму руху рідини є так зване число Рейнольдса. Його чисельне значення залежить від співвідношення трьох величин: витрати або середньої швидкості потоку W, його поперечних розмірів, в Зокрема діаметра d (якщо розглядається круглий газопровід), і в'язкості рідини:
(3.11)
Число є безрозмірною величиною, в цьому можна переконатися, підставивши у вираз (3.11) розмірності величин:
В
Межею переходу з одного режиму в інший вважається значення = 2320, його називають критичним режимом. При режим руху ламінарний, при - турбулентний режим.
У промислових газопроводах нестискувані рідини і гази в більшості випадків рухаються в турбулентному режимі (при тих швидкостях, які зазвичай прийняті в цих газопроводах). Лише в рідкісних випадках доводиться мати справу з чисто ламінарним режимом.
7) Число Re визначає так ж величину ламінарного підшару в турбулентному потоці. З збільшенням Re товщина підшару зменшується. Залежність між Re і орієнтовно описується наступною формулою
(3.12)
Вплив ламінарного підшару залежить від співвідношення між його товщиною і характеристиками шорсткості стінки. Коли багато більше середньої величини виступів шорсткості, частинки рідини ядра потоку не стикаються зі стінкою. Такі труби носять назву гідравлічно гладких. Якщо менше абсолютної шорсткості, то частинки, що володіють високою швидкістю, безпосередньо стикаються з виступами. Такі труби називають гідравлічно шорсткими. br/>
3.3 Розрахунок місцевих втрат напору
Крім втрат напору на тертя, які мають місце за всій довжині трубопроводу, при русі рідин і газів виникають втрати напору в місцях локальних збурень потоку, викликаних різного роду змінами в напрямку руху рідини, змінами перерізу, наявністю перешкод на шляху руху і т.д.. Ці втрати носять назву місцевих втрат напору, а причини, їх викликають, називаються місцевими опорами.
Практично величина місцевих втрат прямо пропорційна динамічному натиску в даному перетині потоку:
(3.13)
де - коефіцієнт місцевого опору, що характеризує дане опір.
Важлива особливість полягає в тому, що для геометричних подібних і однаково розташованих відносно потоку місцевих опорів прі не занадто малих значеннях числа значення однакові. Тому, встановивши дослідним шляхом значення для деякого місцевого опору, можна отриману величину використовувати потім для розрахунку на всіх геометрично подібних місцевих опорах. Крім цього можна користуватися наступною формулою:
(3.14)
8) Загальні втрати напору в газопроводі, включаючи втрати на тертя і місцеві втрати, знаходять підсумовуванням:
(3.15)
де - сума втрат напору на всіх місцевих опорах на даному газопроводі; - сумарний коефіцієнт місцевих опорів.
9). Коефіцієнт тертя визначається:
Для гідравлічно гладких труб формулами відповідно Блазіуса і Нікурадзе:
(3.16)
(3.17)
причому перша дає гарні результати при, друга прі.
Для гідравлічно шорстких труб формулами відповідно Шіфрінсона і Нікурадзе:
(3.18)
(3.19)
Стан стінки оцінюється величиною еквівалентної шорсткості, під яким розуміють таку висоту виступів шорсткості, утвореної піщинами однакового розміру, яка дає ту ж величину, що і цікавить нас стінка. p> 10) Складаємо рівняння Бернуллі для газового потоку і з рівняння буде потрібно знайти p 2 :
(3.20)
Для визначення питомої ваги скористаємося формулою:
(3.21)
3.4 Побудова характеристики мережі
Для газопроводів, що складаються з часто вживаних стандартних труб, розрахунок втрат напору зручно вести за допомогою узагальнених параметрів газопроводу. Розглянемо простий короткий газопровід постійного діаметру. Загальні втрати напору в ньому, визначаються формулою (3.15), можна виразити через витрата рідини:
В
Зробимо заміну в цьому виразі:
(3.23)
де b - опір газопроводу.
З виразів (3.22) і (3.23) отримуємо:
(3.24)
