лежить від швидкості.
На величину при турбулентному режимі істотно впливає наявність близько стінки трубопроводу тонкого ламінарного підшару рідини. За певних умов цей подслой грає роль мастила, що перешкоджає безпосередньому взаємодії частинок рідини турбулентного ядра потоку з шорсткостями поверхні стінки.
Вплив ламінарного підшару залежить від співвідношення між його товщиною і характеристиками шорсткості стінки. Коли багато більше середньої величини виступів шорсткості, частки 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. p> 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.
Для гідравлічно гладких труб формули відповідно Блазіуса і Нікурадзе
(4)
, (5)
причому перша дає хороші результати при, друга прі.
Для гідравлічно шорстких труб формула Нікурадзе:
; (6)
При використанні формул (4) - (6) необхідно визначити, в якій області працює дана труба, підрахувавши товщину ламінарного шару, наприклад, за рівнянням (7) та порівнявши її з еквівалентною шорсткістю труби.
; (7)
Визначивши коефіцієнт тертя по формулою (1) знаходимо величину втрат.
В
2.2 Розрахунок місцевих втрат напору
Крім втрат напору на тертя, які мають місце по 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 перепон на шляху руху і т.д.. Ці втрати носять назву місцевих втрат напору, а причини, що їх викликають, називаються місцевими опорами.
Практично величина місцевих втрат прямо пропорційна динамічному напору в даному перетині потоку:
; (8)
де - коефіцієнт місцевого опору, характеризує дане опір.
Загальні втрати напору в трубопроводі, включаючи втрати на тертя і місцеві втрати, знаходять підсумовуванням:
; (9)
де - сума втрат напору на всіх місцевих опорах на даному трубопроводі; - сумарний коефіцієнт місцевих опорів.
В
2.3 Побудова характеристики мережі
Для трубопроводів, що складаються з часто уживаних стандартних труб, розрахунок втрат напору зручно вести за допомогою узагальнених параметрів трубопроводу. Розглянемо простий короткий трубопровід постійного діаметра. Загальні втрати напору в ньому, визначаються формулою (9), можна виразити через витрата рідини:
(10)
Зробимо заміну в цьому виразі:
; (11)
де b - опір трубопроводу.
З виразів (10) і (11) отримуємо:
(12)
З цього виразу видно, що для даного трубопроводу залежність втрат від витрати графічно виражається параболою.
При послідовному з'єднанні трубопроводів різного діаметру загальні втрати напору з'єднання дорівнюють сумі втрат в окремих трубопроводах, витрата ж рідини по всій довжині з'єднання однаковий і рівний витраті в окремому трубопроводі:
; (13)
де - опір всього з'єднання.
Витрати рідини в окремих гілках паралельного з'єднання різні і визначаються опором гілок. Загальний витрата в з'єднанні дорівнює сумі витрат гілок. У цьому випадку з виразу (12) отримуємо:
; (14)
Розглянемо загальний випадок: трубопровід, в якому по шляху руху рідина здійснює роботу або над нею звершується робота. Повний напір рідини в початковому і кінцевому перерізах трубопроводу відповідно:
;,
а прирощення повного напору в трубопроводі
; (15)
де - геометрична висота подачі рідини.
Вираз для питомої енергії Н, яку треба затратити на прирощення повного напору рідини в трубопроводі і подолання в ньому втрат напору, носить назву рівняння мережі, а величина Н - повний реквізит натиск трубопроводу.
; (16)
Перетворимо цей вираз, ввівши позначення
; (17)
; (18)
Вчить ивая вираз отримаємо:
; (19)
де а, b і з константи для даної мережі.
Вираз (19) є рівнянням напірної характеристики трубопроводу. Воно встановлює зв'язок між потребами напором і витратою рідини в мережі. [2]
В
2.4 Розрахунок тепломасообміну
Якщо тіло А передало будь-яким чином тілу У деяка кількість тепла Q, то говорять, що між цими тілами стався теплообмін.
У теплотехніці особливо важливий теплообмін зіткненням між рухомої рідиною і твердим тілом, отримав назву тепловіддачі. Це вид теплооб...
