Щоб знайти коефіцієнт тертя, необхідно знати режим руху води (турбулентний або ламінарний) і ступінь шорсткості труби, що особливо важливо при турбулентному режимі, коли коефіцієнт тертя залежить від того, в якому трубопроводі йде рух - гідравлічно гладкому або шорсткуватому.
Розрахунок критерію Рейнольдса за формулою:
В
де w-середня швидкість потоку (м/с),
d-діаметр трубопроводу (м),
- кінематична в'язкість води ( = 0,478 * 10-6м2/cек при Т = 60 В° С), Якщо
Re <2320, то протягом ламінарне і коефіцієнт тертя розраховується за формулою:
,
а втрати напору на тертя розраховуються за формулами Пуазейля або Дарсі-Вейсбаха:
(м)
або
(м);
Якщо Re> 2320, то протягом рідини турбулентний і 8-товщина підшару (мм) буде розраховуватися за формулою:
В
• якщо (- абсолютна шорсткість), то труба гідравлічно гладка і розраховується за формулою Блазіуса або Нікурадзе:
В
або
В
Причому перша дає гарні результати при 2320 100000;
• якщо, то труба гідравлічно шорстка і А. розраховується за формулою Нікурадзе:
В
де,-еквівалентна шорсткість
для міді = 0,0013 мм,
для сталі = 0,225 мм
В
Тоді втрати напору на тертя будуть розраховуватися за формулою Дарсі-Вейсбаха:
(м);
У свою чергу місцеві втрати напору в місцях локальних збурень потоку розраховуються за формулою:
(м);
де коефіцієнт місцевого опору, що характеризує дане опір.
Знаючи повний опір кесона можна приступити до розрахунку опору на першому рівні.
(с2/м5)
Для другого і третього рівня кесонів опір обчислюються аналогічним чином.
Переходимо до розрахунку загального опору магістралі. Для цього необхідно підсумовувати три паралельних з'єднання трубопроводів. Першим знаходимо опір при паралельному з'єднанні ділянки ВБА та другого рівня кесонів, воно буде дорівнює опору в точці В.
(с2/м5)
Другим знаходиться сума опорів в точці В на ділянці ЕВ, з третім рівнем кесонів:
(с2/м5)
Таким чином, ми знаходимо опір в точці К, що буде являтся загальним опором всієї системи. Воно знаходиться підсумовуванням опорів в точці Е і на ділянці КЕ:
(с2/м5)
Втрати напору в системі можна легко знайти твором загального опору системи на загальний витрата. У нашому випадку, виходячи з усього вищесказаного, ця формула буде виглядати так:
(м)
Запишемо рівняння мережі в загальному вигляді:
(м)
У нашому випадку збільшення п'єзометричного і динамічного напорів не вимагаються і рівні нулю. Тому перепишемо рівняння (2.28) для нашого випадку:
(м)
Чисельний розрахунок
Для того щоб визначити витрату рідини на один кесон необхідно знати площу поперечного перерізу і діаметр труби кесона.
(м2/с);
(м2);
Діаметр труби і розміри кесона прийняті за довідковою літературі.
(м3/с);
Знаючи витрата кесона визначаємо розрахунковий витрата на ділянках магістралі БВ, ВЕ, ЄК:
(м3/с).
де - витрата на три кесона підключених між собою
послідовно (див. рис. 4.1.)
В
Рис. 3. Три рівня кесонів. br/>
(м3/с).
(м3/с).
Тепер необхідно розрахувати діаметри ділянок магістралі за знайденими витрат:
В
За ГОСТом 3262-62 (труби мідні) найближчий внутрішній діаметр буде дорівнює:, тому при незмінній витраті
швидкість води на ділянці магістралі БВ буде дорівнює:
В В
За ГОСТом 3262-62 (труби мідні) найближчий внутрішній діаметр буде дорівнює:, тому при незмінній витраті
швидкість води на ділянці магістралі дорівнює: EB буде дорівнює:
В В
За ГОСТом 3262-62 (труби мідні) найближчий внутрішній діаметр буде дорівнює:, тому при незмінній витраті
швидкість води на ділянці магістралі дорівнює: КE буде дорівнює:
В
Опір кесона одно:
В
Довжина труби кесона дорівнює:
В
Визначимо режим руху води в кесоні:
- рух усталене турбулентний (критерій Реінольдса розраховуємо за значенням кінематичної в'язкості води при заданій температурі I = 60 В° С).
Товщина ламінарного шару:
В
Коефіцієнт еквівалентної шорсткості для труб кесонів візьмемо з довідника для безшовних сталевих нових і чистих труб. Він дорівнює 0,02 мм. Видно, що товщина ламінарного шару більше, ніж виступи шорсткості, отже, вода в кесонах рухається в гідравлічно гладкому режимі (чого можна домогтися, проводячи регулярну чистку і своєчасну заміну кесонів, які є однією з найбільш відповідальних складових конструкції печі).
Коефіцієнт тертя в труб...
