пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Пятый семестр:
» Общая Химическая Технология
Четвёртый семестр:
» ПАХТ

Гидравлическое сопротивление трубопроводов и аппаратов. Расчет потерь давления на местные сопротивления.

С целью определения необходимой движущей силы для транспортирования жидкостей по каналам различной геометрии необходимо знать потерянный напор hп, который выражает потерю энергии при движении жидкостей и который складывается из потерь напора на трение и на преодоление местных сопротивлений.

Потери напора на трение. Очевидно, зная особенности структур ламинарного и турбулентного потоков, можно предположить, что потери напора на трение для этих двух случаев будут различными. При ламинарном режиме:

1. Затраты энергии на преодоление сил трения можно оценивать либо по потере давления ΔPтр, либо по потерянному напору hтр (что абсолютно равнозначно).

2. Затраты энергии на преодоление сил трения определяются как доля от затрат на создание скорости ΔPск и hск.

3. Значения коэффициента трения λ и коэффициента сопротивления трению ξ обусловливаются величиной критерия Рейнольдса Re: λ = f (Re) ; ξ = f(Re,L/d) .

Для оценки затрат энергии на преодоление сил трения для турбулентных потоков используют методы теории подобия.

Для каналов некруглого сечения при проведении расчѐтов вместо диаметра трубы используют эквивалентный диаметр dэ. Следует помнить, что все вышеприведѐнные рассуждения и выводы касались только изотермического потока. При неизотермических течениях, когда в процессе течения происходит нагревание или охлаждение жидкости при теплообмене со стенкой канала, в практике инженерных расчѐтов вводят поправочные коэффициенты, которые учитывают изменение вязкости пограничного со стенкой слоя жидкости. Однако, для более точных расчѐтов, необходимо учитывать влияние температуры не только на вязкость пограничного слоя, но и еѐ влияние на плотность и вязкость всего потока в целом, т.к. от величины указанных параметров в конечном итоге зависит и структура всего потока. Кроме того, часто при перемещении упругих жидкостей (газов и паров) обязательным является учѐт не только изменения температуры, но и изменения давления, т.к. при транспортировании существенная часть абсолютного давления затрачивается на преодоление сил трения. На практике обычно жидкости двигаются по трубам со стенками, которые по поверхности имеют различной природы неровности, или шероховатости. Эти шероховатости характеризуются средней величиной выступов. Природа шероховатостей может быть самой различной: это материал изготовления каналов, способ изготовления, условия эксплуатации и т.д. Так, например, в процессе эксплуатации трубопроводов возможно не только отложение различных загрязнений, но и протекание процессов коррозии (химической и электрохимической) и эррозии. Наличие шероховатостей может в существенной мере ухудшить всю гидравлическую обстановку, повышая затраты энергии на преодоление сил трения.

 

Опытами установлено, что влияние шероховатости на трение различно при различных гидродинамических режимах течения. Например, ламинарный поток: толщина вязкого пограничного слоя относительно велика и выступы шероховатостей не выходят за пределы этого слоя. Жидкость при своѐм течении плавно огибает все выступы и последние не оказывают практического влияния на трение. Турбулентный поток: толщина вязкого пограничного слоя значительно меньше и выступы выходят своими вершинами за пределы этого слоя, тем самым повышая силы трения. При повышении же степени турбулизации происходит т.н. «вырождение» критерия Рейнольдса, когда главной определяющей становится не скорость течения, а только величина шероховатостей.

Потери давления в местных сопротивлениях Z (Па) определяются по выражению

 


02.07.2015; 20:02
хиты: 144
рейтинг:0
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь