Вопрос 23. Основные уравнения гидравлического расчета трубопроводов

Объемный расход:

(1)

где – линейная скорость потока, ;

S – площадь поперечного сечения трубопровода, м².

Для трубопроводов круглого сечения, т.к. , формула (1) примет вид:

(2)

Массовый расход:

(3)

где  – плотность жидкости, .

При движении жидкости по трубопроводу различают два вида потерь напора:

где h_тр – потери напора за счет преодоления сил трения по длине трубопровода;

h_м – потери напора за счет местных сопротивлений.

Потери напора на преодоление сил трения по длине трубопровода круглого сечения h_тр при любом установившемся режиме течения определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:

, м (4)

Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости стенки трубы  = (Re, ),

где ,

- абсолютная эквивалентная шероховатость, мм.

(5)

Для ламинарного режима течения, Re Re_кр (2300),  = (Re):

(6)

При турбулентном режиме течения Re>Re_кр различают три зоны сопротивления:

1. Зона гидравлически гладких труб  = (Re):

,

Формула Блазиуса

(7)

2. Зона смешанного трения  = (Re, /d ):

Формула Альтшуля

. (8)

3. Зона квадратичного закона сопротивления  = (/d):

Формула Шифринсона

. (9)

Для горизонтальных трубопроводов постоянного сечения потери напора и потери давления на пути между сечениями 1 и 2, связаны между собой уравнением:

(10)

Если учесть уравнение 10, то можно рассчитать потери давления на преодоление сил трения:

(11)

В наклонном трубопроводе:

, Па (12)

здесь «+» – когда сумма Z участков подъема больше суммы Z участков спуска и “-“, когда наоборот.

9