ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение гидравлических сопротивлений трубопроводов из "Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии" Здесь Дртр и Ар , с — потеря давления на трения и местное сопротивление, Па X — коэффициент трения L и д. — длина и диаметр трубы, м р — плотность жидкости, кг/м ш — средняя скорость движения потока, м/с — коэффициент местного сопротивления. [c.44] Здесь Ус — объемный расход, т.е. объем жидкости, проходящий через живое сечение потока за единицу времени, м /с Р — живое сечение потока, равное в случае течения по трубе площади поперечного сечения трубы, м . [c.44] Из формул (5.1) и (5.2) следует, что потери энергии на трение и на местные сопротивления пропорциональны скоростному, или динамическому давлению (pшV2), которое является мерой кинетической энергии потока, отнесенной к единице объема жидкости. В действительности эта зависимость значительно сложнее, так как коэффициент трения и коэффициент местного сопротивления не являются постоянными величинами, а существенно зависят от скорости течения жидкости, ее плотности и вязкости, а также от диаметра трубы, по которой движется поток. При определении потерь давления по формулам (5.1) и (5.2) значения коэффициентов X и находят из соответствующих графиков или таблиц, полученных на основании многочисленных экспериментальных данных. [c.44] Здесь Г1 = /й — симплекс геометрического подобия по длине Гг = = бэ/й — симплекс геометрического подобия по шероховатости С, т, п — величины, зависящие от режима движения вэ — эквивалентная шероховатость (м), т.е. такая условная постоянная по длине трубы шероховатость, образованная выступами (или загрязнениями) одинаковой высоты, при которой потери энергии потока на трение будут теми же самыми, что и при данной реальной шероховатости с выступами различной высоты. [c.45] Прохождение потока через местные сопротивления может быть охарактеризовано аналогичными критериальными уравнениями. [c.45] Из сопоставления формул (5.1) и (5.2) с выражением критерия Эйлера (5.5) следует, что К=2Еи (при Ь/й = 1) и = = 2Еи, т. е. оба эти коэффициента зависят от числа Рейнольдса и геометрических характеристик системы Я = ф(Ке, Гг) и = = ф (Ке, Г1). При движении потока жидкости в условиях, когда сила трения будет пренебрежимо мала по сравнению с силой инерции, т. е. в автомодельной области, оба эти коэффициента (как и критерий Эйлера) становятся постоянными. [c.45] Легко убедиться, что, обозначая Я = 2СКе Г2, из уравнения (5.6) получим формулу (5.1), а обозначая = 2СКе для каждого данного вида местного сопротивления (т. е. считая равными нулю показатели степени у обоих симплексов Г1 и Гг), придем к формуле (5.2). [c.45] Цель работы — опытное определение коэффициента трения Я и коэффициентов местных сопротивлений а также ориентировочная оценка эквивалентной шероховатости трубопровода вэ. [c.45] Вода из напорного бака 4 (рис. 5.1) центробежным насосой 1 подается через систему различных гидравлических сопротивлений и поступает обратно в бак. [c.45] Бак 4 (вместимостью 0,5 м ) укреплен на стене над установкой, соединен с городской водопроводной сетью (линия 7) и снабжен переливной трубой 8. [c.46] Установка собрана из труб трех диаметров участок АБ — de = 27,5 мм, 5S —uIbh = 54 мм, ВГ — йвп = 75 мм, и включает 10 объектов исследования I, II, X —прямые участки ( = 1 м) IV и /X — плавные повороты (I ld = 4) на 180 и 90° соответственно У —задвижка VI — кран VII — вентиль VIII — резкий поворот на 90° XI — резкое расширение. [c.46] Расход воды в трубопроводе измеряется при помощи диафрагмы III. Все элементы местных сопротивлений и диафрагма подсоединены к U-образ-ным водным дифманометрам, расположенным на щите 3. Регулирование расхода воды осуществляется при помощи вентиля 2. [c.46] Перед началом работы следует убедиться, что вентили 5 (байпасная линия) и 6 (слив воды из системы) закрыты. Затем закрывают вентиль 2, устанавливают наименьший из требуемых расходов и измеряют потери давления на заданных объектах исследования. Далее проводят измерения при больших расходах воды. [c.46] Среднюю скорость потока при заданных расходах находят по уравнению (5.3). [c.46] Коэффициент трения К и коэффициенты местных сопротивлений рассчитывают по формулам (5.1) и (5.2). [c.46] При расчетах по формулам (5.1) и (5.2) следует помнить, что 1 мм вод. ст. л 9,81 Па. При пересчете показаний ртутного дифференциального манометра надо учитывать, что над столбиком ртути находится вода, вследствие чего перепад давления Ар = = (Ррт —Рвод) Л. При этих условиях 1 мм рт. ст. соответствует 123,5 Па. [c.47] Здесь Артр — сопротивление трения, найденное при тон же скорости движения потока — длина прямого участка трубы, для которого определяется сопротивление трения I — расстояние между точками присоединения дифманометра. [c.47] Перед вычислением значений критерия Рейнольдса рекомендуется привести общее выражение Ке = шс р/ л к виду Ке = = СУ/ 1 (где У—расход, м с — вязкость, Па-с) и найти значение постоянного коэффициента С. [c.47] Для оценки полученных результатов необходимо сопоставить найденные опытным путем значения коэффициентов со справочными данными. Эти величины можно найти по вычисленным значениям числа Рейнольдса, пользуясь соответствующими графиками и таблицами. [c.47] Отчет о выполненной работе должен включать а) задание б) схему установки со спецификацией в) расчетные формулы г) таблицу измеренных и рассчитанных величин. [c.48] Вернуться к основной статье