ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. И ОБОРУДОВАНИЯ

Расчет гидравлических сопротивлений в трубопроводе

Расчет гидравлических сопротивлений проводится для определения затрат энергии на перемещение жидкости с дальнейшим подбором насо­сов или компрессоров.

При движении жидкости по трубопроводу гидравлические сопро­тивления складываются из сопротивления трения и местных сопротив­лений, возникающих за счет изменения скорости потока по величине и направлению.

Суммарные потери давления и напора определяются по уравнениям:

где Ар„ - перепад давлений, Па; И„ - потери напора, м; d3 - эквивалент­ный диаметр, м; / - длина трубопровода, м; X - коэффициент трения; g - ускорение силы тяжести, м/с ; - коэффициент местных сопротив­

лений.

Эквивалентный диаметр для труб круглого сечения равен их диа­метру, а для труб некруглого сечения определяется формулой

45

П где П - смоченный периметр.

Коэффициент трения X в общем случае зависит от режима течения жидкости и шероховатости стенки трубы.

При изотермическом ламинарном движении жидкости (Re < 2300) коэффициент трения не зависит от шероховатости стенок трубы и опре­
деляется только критерием Рейнольдса, который рассчитывается по из­вестной формуле

wd3 р

р где р динамический коэффициент вязкости, Па-с.

Коэффициент трения рассчитывается по уравнению

где А зависит от вида сечения канала и выбирается из табл. 10.2.

Таблица 10.2

Зависимость эквивалентного диаметра трубы от формы сечения

Форма сечения

d3

Круг диаметром d

d

64

Квадрат со стороной а

а

57

Равносторонний треугольник со стороной а

0,58 а

53

Кольцо шириной а

2 а

96

Прямоугольник со сторонами а и b

а Ь» 0

2 а

96

а b = 0,1

1,81 а

85

а Ъ = 0,25

1,6 а

73

а Ъ = 0,5

1,3 а

62

Эллипс (а - малая, b — большая полуоси)

а b = 0,1

1,55^

78

а b = 0,3

1,4 а

73

а b = 0,5

1,3 а

68

При изотермическом ламинарном течении жидкостей и газов по трубам потери давления на трение могут быть рассчитаны также по формуле Гагена-Пуазейля

ААр = 32

При неизотермическом ламинарном течении жидкости, когда про­текающая по трубе жидкость нагревается или охлаждается (температура стенки трубы отличается от температуры жидкости), коэффициент тре­ния, полученный при изотермическом течении, умножается на попра­вочный коэффициент х, который вычисляется по уравнению

Здесь индексы «ж» и «ст» отвечают критериям подобия, вычис­ленным по физическим свойствам жидкости при температурах жидкости и стенки.

Критерии Прандтля и Грасгофа вычисляются по формулам
Рг=Ф. Q ggVgA/

А р

где с теплоемкость жидкости, Дж/(кг-К); Р - коэффициент ее объемно­го расширения, 1 /К; At - разность температур между стенкой и жидко­стью, К.

А

Рис. 10.1. Зависимость коэффициента трения от критерия Рейнольдса и степени шероховатости трубы

При изотермическом турбулентном течении жидкости в гидравли­чески гладких трубах (стеклянных, медных, свинцовых)

0,3165

Re0’25 '

Эта формула действительна при условии Re < 100 000.

Для гидравлически шероховатых труб коэффициент трения можно определить по графикам на рис. 10.1, где он зависит от критерия Рей­нольдса и шероховатости стенки трубы. Относительная шероховатость равна отношению абсолютной шероховатости е к эквивалентному диа­метру трубы. Ориентировочные средние значения абсолютной шерохо­ватости можно определить по табл. 10.3.

Формула для расчета коэффициента трения в шероховатых трубах имеет вид

где е - абсолютная шероховатость трубопровода (табл. 10.3); в - относи­тельная шероховатость.

Таблица 10.3

Зависимость абсолютной шероховатости от типа трубы

Тип труб

Шероховатость е, мм

Стальные, новые

0,06...0,1

Стальные, при незначительной коррозии

0,2

Стальные, старые, заржавленные

>0,67

Чугунные, новые

0,25... 1,0

Чугунные, бывшие в эксплуатации

1,4

Алюминиевые

0,0015... 0,06

Из латуни, меди, свинца, стеклянные

0,0015...0,01

Нефтепроводы, паропроводы

0,2

Воздуховоды сжатого воздуха

0,8

При неизотермическом турбулентном течении жидкости коэффи­циент трения, рассчитанный для изотермического течения, умножается на поправочный множитель х:

6р Л

ст

Рг

V Г|ж у

Для газов величина х « 1, поэтому неизотермичность потока мож­но не учитывать.

Коэффициенты местных сопротивлений £, зависят от вида местно­го сопротивления и режима движения жидкости. Значения коэффициен­тов местных сопротивлений можно найти в справочной литературе.

Добавить комментарий

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. И ОБОРУДОВАНИЯ

Технологические схемы процессов гранулирования дисперсных материалов

К основному оборудованию для промышленного уплотнения дис­персных материалов относятся смеситель, устройство для уплотнения (тарель, пресс, экструдер и др.), конвейер, сушилка или классификатор. Обязательными в установках являются системы пылеулавливания, включающие как …

Гранулирование в псевдоожиженном слое

В псевдоожиженном слое получают гранулы удобрений, таких как карбоаммофоски, карбамида, аммиачной селитры, нитрофоски, аммофо­са, а также кормовых дрожжей, лекарственных форм, алюмосиликатов, порошков синтетических цеолитов и др. Сущность процесса заключается в …

Закономерности уплотнения материала и аппаратурное оформление метода прессования

Руда и рудные концентраты, металлическая стружка, отходы ме­таллургических заводов и обогатительных фабрик, стекольные шихты могут быть переработаны в куски-брикеты прессованием с добавлением и без добавления связующего вещества. Метод прессования используется …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.