Трубопровода сопротивление – Удельное сопротивление — трубопровод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Местные сопротивления трубопроводов

Помимо прямых участков труб в отдельных местах трубопро­вода находятся фасонные части — тела, которые являются пре­пятствием на пути движения жидкости. Следствием взаимодей­ствия потока жидкости и этих тел является их сопротивление, т. е. местные сопротивления. Местные сопротивления — в основном сопротивления давления. Их преодолевает поток жидкости при обтекании фасонных частей трубопроводов.

Энергия, которая в этом случае затрачивается потоком жид­кости, называется местной потерей энергии. У потока жидкости, протекающего через местные препятствия трубопроводов, век­тор скорости изменяет либо величину, либо направление, либо и величину и направление. Например, при внезапном сужении в трубе величина скорости потока жидкости возрастает; в поворо­те вектор скорости потока жидкости изменяет направление, а в обыкновенном вентиле вектор скорости потока жидкости неод­нократно изменяет и величину, и направление.

Изменение вектора скорости течения жидкости (при сравни­тельно больших значениях числа Рейнольдса) в указанных мес­тах трубопроводов приводит к отрыву потока от обтекаемых сте­нок и образованию вихрей. Наличие местных отрывов вихрей и последующая деформация поля скоростей являются причиной местных потерь напора.

Значения коэффициентов ξ для наиболее часто встречающихся местных сопротивлений определяются эмпирически.

а) внезапное сужение потока (рис. 34), значения коэффициентов сопротивления приведены в табл. 2

Таблица 2

	0,01	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8
	0,5	0,5	0,42	0,33	0,25	0,15

Рис. 34. Внезапное сужение потока

б) труба расположена под углом к стенке резервуара (рис. 36)

(108)

Рис. 35. Труба расположена под углом α к стенке резервуара

в) труба расположена перпендикулярно к стенке резервуара, ребра входной кромке острые (рис. 36)

Рис. 36. Труба расположена перпендикулярно к стенке резервуара

г) труба подключена к резервуару перпендикулярно стенке (рис. 37)

Рис. 37. Труба подключена к резервуару перпендикулярно стенке

д) колено трубы с (рис. 38), значения коэффициентов сопротивления приведены в табл.3

Таблица 3

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
	0,131	0,138	0,158	0,206	0,294	0,440	0,661	0,977	1,408	1,578

Рис. 38. Колено трубы с

е) обратный клапан (рис. 39)

Рис. 39. Обратный клапаy

ж) внезапное расширение (рис. 40)

; (109)

Рис. 40. Внезапное расширение

Значения коэффициентов местных сопротивлений

для запорных устройств в трубопроводах

Таблица 4

№ п/п	Наименование местного сопротивления		Показатели
1	задвижка		, мм	мм		25			50			100
						0,33			0,16			0,14
						0,9			0,68			0,55
						4,1			3			2,6
						32			20			16
2	вентиль		Полностью открыт	, мм		13		25			50		100
						10,8		6,1			4,6		4,1
3	кран пробковый			5		10			20			30
				0,05		0,29			1,56			5,47
				40		50			55			70
				17,3		52,6			100			675
4	клапан обратный			70		65			60			55
				1,7		2,3			3,2			4,6
				45		35			25			15
				9,5		20			42			90
5	клапан всасывающий		, мм	40	50	75	100		200	300		400		500
			клапаны с сеткой	12	10	8,5	7		5,2	3,7		3,1		2,5
			обратный клапан	—	18	11	8		5,5	3,5		2,5		1,8

Расчёт сопротивлений трубопроводов и включенных в них аппаратов

Под сопротивлениями понимают потери напора, эквивалентные затратам энергии потока на работу против сил трения, обусловленных вязкостью перекачиваемой среды.

Расчёт сопротивлений (потерь напора) в трубопроводе ведётся отдельно по каждому участку.

Всасывающий участок трубопровода.

Потери напора определяют по формуле

где — потери напора по длине на данном участке, м;

— потери напора в местных сопротивлениях, м.

Для расчёта коэффициента трения предварительно его значение для гидравлически гладких труб находят по формуле

Рассчитывают толщину вязкого подслоя по формуле

Абсолютная шероховатость трубы по формуле

Сравнивая величину абсолютной шероховатости с толщиной вязкого подслоя, приходим к выводу, что труба всасывающего трубопровода является гидравлически гладкой.

Следовательно λ=0,0164

Потери напора по длине составят

h_l=м

На рассматриваемом участке трубопровода имеется два местных сопротивления: вход в трубопровод – обратный клапан (), и один плавный поворот под углом 90º,- которое представляет собой нормализованый крутоизогнутый штампованный приварной отвод с малым радиусом гиба, где— наружный диаметр трубы. В этом случае коэффициент местного сопротивления. При повороте на 90º А=1,0, а при принятом отношении радиуса гиба трубы к её диаметру В=0,15. Следовательно,.

Определяем потери напора в местных сопротивлениях

Суммарные потери напора на всасывающем участке составят

Напорный участок трубопровода от насоса до теплообменника.

Находят коэффициент трения для гидравлически гладких труб по формуле Конакова

Толщина вязкого подслоя на данном участке будет равна

Принимают, что абсолютная шероховатость труб, используемых для всасывающей и напорной линий, одинакова.м

Толщина вязкого подслоя меньше абсолютной шероховатости т.е. труба на рассматриваемом участке является гидравлически шероховатой.Тогда коэффициент гидравлического трения определяют по формуле:

Следовательно λ=0,0243

Потери напора по длине составят

На данном участке имеется два местных сопротивления:

_— плавных поворот под углом

— резкий поворот под углом

Потери напора в местных сопротивлениях составят

.

Суммарные потери напора составят

Расчёт потерь напора в теплообменнике

Коэффициент гидравлического трения в трубах теплообменника при Re>2300,рекомендуется считать по формуле Блазиуса

Толщина вязкого подслоя в трубах теплообменника составит

Принимают абсолютную шероховатость теполобменных труб такой же, как для всасывающей и напорной линий (м).

Сравнивая величину абсолютной шероховатости с толщиной вязкого подслоя, приходим к выводу, что труба всасывающего трубопровода является гидравлически шероховатой. Гидравлический коэффициент трения может быть определён по формуле Френкеля

Следовательно λ=0,0185

Находим потери напора по длине в теплообменных трубах

=м

Расчёт потерь напора в местных сопротивлениях теплообменника.

Для расчёта потерь напора в местных сопротивлениях теплообменника необходимо вычислить площади сечения штуцеров, распределительной коробки и площадь поперечного сечения труб одного хода и рассчитать коэффициенты местных сопротивлений.

Для определения площади сечения штуцера принимают его диаметр равным диаметру труб напорного трубопровода, т.е.

Площадь сечения распределительной коробки одного хода теплообменника

где D – внутренний диаметр кожуха теплообменника, м.

_{Площадь поперечного сечения труб одного хода теплообменника}

Коэффициенты местных сопротивлений в теплообменнике:

Для определения потерь напора в местных сопротивлениях теплообменника необходимо уточнить скорость воды в распределительной коробке аппарата. Из уравнения расхода

Потери напора в рассмотренных местных сопротивлениях теплообменника составят:

При переходе из одного хода теплообменника в другой поток делает 12 поворотов под углом 90^°. В этом случае коэффициент местного сопротивления равен. Потери напора рассчитывают по скоростному напору в трубах

Потери напора в местных сопротивлениях теплообменника будут равны

Суммарные потери напора в теплообменнике составят

Напорный участок трубопровода от теплообменника до системы трубопроводов и аппаратов.

Коэффициент гидравлического трения равен

Толщина вязкого подслоя на участке будет равна

Толщина вязкого подслоя меньше абсолютной шероховатости, т.е. труба на рассматриваемом участке является гидравлически шероховатой. Тогда коэффициент гидравлического трения определяют по формуле Френкеля

следовательно

Потери напора по длине составят

На этом участке трубопровода имеется одно местное сопротивление: плавный поворот на 90º.

Коэффициент местного сопротивления для плавного поворота на 90º, как и раньше принимают равным .

Потери напора в местных сопротивлениях будут равны

_{Общие потери на участке составят:}

Суммарные потери напора в сети

.

Коэффициенты местных сопротивлений на участке трубопровода

1	Задвижка	0.5
2	Вентиль с косым шпинделем	0.5
3	Вентиль с вертикальным шпинделем	6.0
4	Обратный клапан нормальный	7.0
5	Обратный клапан «захлопка»	3.0
6	Кран проходной	2
7	Компенсатор однолинзовый без рубашки	1.6- 0.5
8	Компенсатор однолинзовый с рубашкой	0.1
9	Компенсатор сальниковый	0.3
10	Компенсатор П-образный	2.8
11	Отводы, гнутые под углом 90°	—
12	со складками R=3d	0.8
13	со складками R=4d	0.5
14	гладкие R=1d	1.0
15	гладкие R=3d	0.5
16	гладкие R=4d	0.3
17	Отводы сварные одношовные под	—
18	углом 30°	0.2
19	углом 45°	0.3
20	углом 60°	0.7
21	Отводы сварные двухшовные	—
22	под углом 90°	0.6
23	то же, трехшовные	0.5
24	Тройник при слиянии потока:	—
25	проход	1.2
26	ответвление	1.8
27	Тройник при разветвлении потока:	—
28	проход	1.0
29	ответвление	1.5
30	Тройник при встречном потоке	3.0
31	Внезапное расширение	1.0
32	Внезапное сужение	0.5
33	Грязевик	10

Удельное сопротивление — трубопровод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Удельное сопротивление — трубопровод

Cтраница 1

Удельное сопротивление трубопровода численно равно напору, затрачиваемому на единице длины трубопровода при расходе, равном единице.  [1]

А называется удельным сопротивлением трубопровода.  [3]

Поэтому величину 1 / К2 называют удельным сопротивлением трубопровода.  [4]

Арп — потери давления при движении порошка, Па; А — удельное сопротивление трубопровода, зависящее от диаметра трубопровода, шероховатости его внутренних стенок, с2 / м6; L — длина трубопровода, м; Qn — расход порошка по трубопроводу, кг / с; р — плотность газа, кг / м3; fiK — относительная концентрация газопорошковой смеси, кг порошка на 1 кг газа.  [5]

Коэффициенты В, В [ и В2, очевидно, связаны с удельным сопротивлением трубопровода.  [6]

Следует отметить, что при каждом исправлении расходов изменяется скорость и, следовательно, удельное сопротивление трубопровода.  [7]

Где 1 / К2, равное потере напора на единице длины трубопровода при расходе, равном единице, называется удельным сопротивлением трубопровода.  [8]

А 1 / К2, равная потере напора на единице длины трубопровода, при расходе, равном единице, носит название удельного сопротивления трубопровода.  [9]

Выше отмечалось, что в области квадратичного закона сопротивления ( и 1 2 м / с) коэффициент К не зависит от числа Re, следовательно, удельное сопротивление трубопровода А зависит только от диаметра трубы и шероховатости ее стенок.  [10]

Предварительно выбирают главное направление и расчет ведут с его концевого участка. Решим эту задачу, используя удельное сопротивление трубопровода.  [11]

Эти значения могут использоваться при условии, когда на вход в теплообменник поступает насыщенная жидкость, а на выходе из него наличествует сухой насыщенный пар или пар с незначительным перегревом. В тех случаях, когда на выходе из теплообменника имеется влажный пар, удельное сопротивление трубопроводов падает, а когда из теплообменника выходят перегретые пары, удельное сопротивление его растет. Максимальная скорость роста давления в опорожняемом резервуаре достигается тогда, когда из теплообменника поступают пары с небольшим перегревом. Для получения сухого насыщенного или перегретого пара в теплообменнике необходимо провести поверочный теплотехнический расчет с целью определить его теплопроизводительность в данных условиях.  [12]

При определенных условиях двуокись углерода представляет собой двухфазную газожидкостную среду, движущуюся по трубам. Величина потерь напора в таких трубопроводах зависит от соотношения содержания газа и жидкости движущейся смеси. Удельное сопротивление трубопровода при движении газожидкостной среды может увеличиваться на 20 — 80 % 1 [113] по сравнению с удельным сопротивлением для труб с несжимаемыми жидкостями. Иными словами, расход в этом случае может оказаться на 10 — 35 % меньше расхода, определяемого по формуле ( VIII.  [14]

Исправляя соответствующие линейные расходы на величину Д /, можно легко увязать однокольцевую сеть. Так как водопроводная сеть состоит из ряда колец, то на всех смежных участках будут по два поправочных расхода, вычисленных для каждого кольца. Это несколько усложняет расчет, так как один поправочный расход, уменьшая невязку в одном кольце, может увеличить ее в соседнем, а поэтому расчет состоит из ряда последовательных приближений. Следует отметить, что при каждом исправлении расходов изменяется скорость и, следовательно, удельное сопротивление трубопровода, изменение которого относительно невелико и его обычно учитывают в конце расчета после окончательного исправления расходов.  [15]

Страницы:      1

8.3. Местные гидравлические сопротивления

В гидросистемах часто встречаются повороты, краны, вентили, сужения, расширения и т.д. В этих местах поток деформируется, возникают интенсивные перемешивания жидкости, поперечные потоки, образуются застойные зоны. Все это приводит к дополнительным потерям напора, которые называются потерями напора на местных сопротивлениях.

Рассмотрим гидросистему ( рис. 46 )

Рис. 46

1 — вход в трубу, 2 — внезапное расширение, 3 — сетка, 4 — внезапное сужение, 5 — диффузор, 6 — диафрагма, 7 — конфузор,

8 — поворот, 9 — тройник, 10 — колено, 11 — вентили, задвижки, 12 — поворот, 13 — вход в резервуар.

Потери напора, затраченные на преодоление местного сопротивления, принято оценивать в долях скоростного напора, соответствующего скорости непосредственно за рассмотренным местным сопротивлением и определять по формуле Вейсбаха

,

где x — коэффициент местного сопротивления.

Коэффициенты местных сопротивлений находят, обычно, опытным путем. Таблицы и эмпирические формулы для них содержатся во всех инженерных справочниках по гидравлике.

Для некоторых практически важных случаев значения коэффициента местного сопротивления удалось получить теоретически.

8.3.1. Внезапное расширение трубопровода

Рассмотрим потерю напора при внезапном расширении потока. Пусть поток несжимаемой жидкости течет в горизонтальной трубе, претерпевающей резкое увеличение площади поперечного сечения от величины S₁ до S₂( рис. 47 ).

Рис. 47

Пусть скорость течения уменьшается при этом от v₁ до v₂.

Массовый расход остается одинаковым в обоих сечениях

.

Секундное количество движения в сечении 1, ограничивающем рассматриваемый элемент потока слева, равен

,

где — поправка к количеству движения на неравномерное распределение скоростей в сечении.

Сечение 2, ограничивающее элемент потока справа, выбираем в таком удалении от внезапного расширения, где возмущение течения, вызванные в потоке расширением русла, можно полагать успокоенным. В этом сечении секундное количество движения равно

.

Сила давления, действующая на выделенный элемент потока, равна:

,

где p₁, p₂ — давления в сечениях 1 и 2.

В проекции на ось трубы будет иметь следующее равенство

или

,

откуда

. (*)

Уравнение Бернулли для двух сечений имеет следующий вид

или

.

На основании (_*) имеем

.

Если положить a=1, что верно для большинства турбулентных потоков, то

.

Это положение, известное под название теоремы Борда, формулируется так:

Теорема Борда. Потеря напора при внезапном расширении потока равна скоростному напору, вычисленному по потерянной скорости.

Для других видов местных сопротивлений потеря напора определяется по формуле, аналогичной внезапному расширению

.

Безразмерный коэффициент x, входящий в формулу, называется коэффициентом местного сопротивления.

Значение этого коэффициента зависит от конструкции местного сопротивления, которая определяет характер отрыва потока от обтекаемых внутренних полостей и интенсивности возникающих при этом вихреобразований.

Часто при определении потерь напора на местные сопротивления оказывается удобным введение так называемой эквивалентной длины детали трубопровода.

Эквивалентной длиной данного местного сопротивления называют такую длину прямого отрезка трубы, которая создает гидравлическое сопротивление, равное сопротивлению детали трубопровода, обусловившей потери напора.

Пусть L_э — эквивалентная длина данного местного сопротивления, потеря напора на прямом участке трубы длиной L_э по формуле равна

.

По условию эквивалентности должно быть h_r=h_м, откуда , следовательно

.

Таким образом, эквивалентная длина местного сопротивления выражается через диаметр трубы, поэтому, например, говорят, что сопротивление углового вентиля эквивалентно сопротивлению участка трубы того же диаметра длиной, равной 200 диаметрам трубы.

Пусть требуется определить потерю напора в трубопроводе, состоящем из прямых отрезков труб, соединенных между собой с помощью всевозможных фасонных частей, с включением различного рода задвижек, вентилей, клапанов и т.д. Эту задачу можно решить, определяя по формулам и таблицам из справочников, коэффициенты местных сопротивлений x₁, x₂,…, x_т или вычислив предварительно эквивалентные длины местных сопротивлений.

В первом случае потеря напора может быть определена по формуле

,

а во втором — по формуле

.

Исследованию местных коэффициентов сопротивлений посвящается обширная литература, проделано огромное количество опытов, однако до сих пор задача о местных сопротивлениях остается разрешенной еще не полностью.

Можно считать доказанным, что величина местного сопротивления при ламинарном течении меняется в зависимости от числа Re, при турбулентном режиме она остается почти постоянной при любых Re.

Гидравлическое сопротивление — это… Что такое Гидравлическое сопротивление?



Гидравлическое сопротивление

        в трубопроводах (a. hydraulic resistance; н. hydraulischer Widerstand; ф. resistance hydraulique; и. perdida de presion por rozamiento) — сопротивление движению жидкостей (и газов), оказываемое трубопроводом. Г. с. на участке трубопровода оценивается величиной «потерянного» давления ∆p, представляющего собой ту часть удельной энергии потока, к-рая необратимо расходуется на работу сил сопротивления. При установившемся течении жидкости (газа) в трубопроводе круглого сечения ∆p (н/м²) определяется по формуле

        где λ — коэфф. гидравлич. сопротивления трубопровода; u — ср. по сечению скорость потока, м/с; D — внутр. диаметр трубопровода, м; L — длина трубопровода, м; ρ — плотность жидкости, кг/м³.         
Местные Г. с. оцениваются по формуле

        где ξ — коэфф. местного сопротивления.         
В процессе эксплуатации магистральных трубопроводов Г. с. возрастает вследствие отложения парафина (нефтепроводы), скоплений воды, конденсата или образования гидратов углеводородных газов (газопроводы). Для снижения Г. с. производят периодич. очистку внутр. полости трубопроводов спец. скребками или разделителями. См. также Гидравлический транспорт. В. А. Юфин.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.

• Гидравлическое резание
• Гидрант пожарный

Смотреть что такое «Гидравлическое сопротивление» в других словарях:

• гидравлическое сопротивление — Сопротивление движению жидкости, приводящее к потере механической энергии потока. [ГОСТ 15528 86] гидравлическое сопротивление Сопротивление, появляющееся в движущейся жидкости за счет действия сил внешнего или внутреннего трения, и проявляющееся …   Справочник технического переводчика

• ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — сопротивление движению жидкостей (и газов) по трубам, каналам и т. д.. обусловленное их вязкостью.(см. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 …   Физическая энциклопедия

• ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — то же, что гидродинамическое сопротивление, но термин обычно употребляется в гидравлике …   Большой Энциклопедический словарь

• гидравлическое сопротивление — 3.16. гидравлическое сопротивление : Потери давления в котле, измеренные как разность давлений в подводящем и отводящем патрубках при объемном расходе, соответствующем номинальной теплопроизводительности [ЕН 303 1]. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• гидравлическое сопротивление — то же, что гидродинамическое сопротивление, но термин обычно употребляется в гидравлике. * * * ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, то же, что гидродинамическое сопротивление (см. ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ), но термин… …   Энциклопедический словарь

• гидравлическое сопротивление — hidraulinis pasipriešinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. flow resistance; hydraulic resistance vok. Strömungswiderstand, m rus. гидравлическое сопротивление, m; сопротивление потоку, n pranc. résistance hydraulique, f …   Fizikos terminų žodynas

• Гидравлическое сопротивление —         сопротивление движению жидкостей (и газов) по трубам, каналам и т.д., обусловленное их вязкостью. Подробнее см. Гидродинамическое сопротивление …   Большая советская энциклопедия

• ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — сопротивление движению жидкости, приводящее к потере механич. энергии потока (потери напора, гидравлич. потери). Г. с. подразделяют на линейные сопротивления (по длине прямолинейного трубопровода или канала), обусловл. вязкостью жидкости, и… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — то же, что гидродинамическое сопротивление, но термин обычно употребляется в гидравлике …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• гидравлическое сопротивление (в трубах) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN wall friction …   Справочник технического переводчика