Давление формула в трубе: Как вычислить давление в трубе

Содержание

Как вычислить давление в трубе

В каждом современном доме одним из основных условий комфорта есть водопровод. А с возникновением новой техники, требующей подключения к водопроводу, его роль в доме стала крайне важной. Многие люди уже не воображают, как возможно обойтись без стиральной машины, бойлера, посудомоечной машины и т.д. Но любой из этих аппаратов для верной работы требует определенного давления воды, поступающей из водопровода. И вот человек, решивший установить новый водопровод у себя дома, вспоминает о том, как вычислить давление в трубе, дабы все сантехнические устройства прекрасно работали.

Требования современного водопровода

Современный водопровод обязан отвечать всем характеристикам и требованиям. На выходе из крана вода обязана литься плавно, без рывков. Следовательно, в системе не должно быть перепадов давления при разборе воды. Идущая по трубам вода не должна создавать шума, иметь примеси воздуха и других посторонних накоплений, каковые пагубно воздействуют на керамические краны и другую сантехнику. Дабы не было этих неприятных казусов, давление воды в трубе не должно падать ниже своего минимума при разборе воды.

Совет! Минимальное давление водопровода должно составлять 1,5 атмосферы. Для того чтобы давления достаточно для работы посудомоечной и стиральной машины.

Нужно учитывать еще одну ответственную чёрта водопровода, связанную с расходом воды. В любом жилом помещении находится не одна точка разбора воды. Исходя из этого расчет водопровода обязан всецело снабжать потребность воды всех сантехнических устройств при одновременном включении. Данный параметр достигается не только давлением, но и объемом поступающей воды, которую может пропустить труба определенного сечения. Говоря несложным языком, перед монтажом требуется выполнить некоторый гидравлический расчет водопровода, с учетом давления и расхода воды.

Перед расчетом давайте поближе ознакомимся с двумя такими понятиями, как расход и давление, чтобы выяснить их сущность.

Давление

Как мы знаем, центральный водопровод в прошлом подключали к водонапорной башне. Эта башня формирует в сети водопровода давление. Единицей измерения давления есть атмосфера. Причем, давление не зависит от размера емкости, расположенной наверху башни, а лишь от высоты.

Совет! В случае если залить воду в трубу  десятиметровой высоты, то она в нижней точке создаст давление – 1 атмосферу.

Давление приравнивается к метрам. Одна атмосфера равняется 10 м водяного столба. Рассмотрим пример с пятиэтажным домом. Высота дома – 15 м. Следовательно, высота одного этажа – 3 метра. Пятнадцатиметровая башня создаст давление на первом этаже 1,5 атмосферы. Вычислим давление на втором этаже: 15-3=12 метров водяного столба либо 1.2 атмосферы. Проделав предстоящий расчет, мы заметим, что на 5 этаже давления воды не будет. Значит, дабы обеспечить водой пятый этаж, нужно выстроить башню больше 15 метров. А вдруг это, к примеру – 25 этажный дом? Н

Гидравлический расчет простых трубопроводов

6.5. Гидравлический удар

Гидравлическим ударом называется резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при
внезапном торможении потока рабочей жидкости. Этот процесс является очень быстротечным и характеризуется
чередованием резких повышений и понижений давления, которое связано с упругими деформациями жидкости и
стенок трубопровода. Гидравлический удар чаще всего возникает при резком открытии или закрытии крана или
другого устройства, управляемого потоком.

Пусть в конце трубы, по которой движется жидкость со скоростью υ0, произведено
мгновенное закрытие крана (рис. 6.10, а).

Рис. 6.10. Стадии гидравлического удара

При этом скорость частиц, натолкнувшихся на кран, будет погашена, а их кинетическая энергия перейдет в
работу деформации стенок трубы и жидкости. При этом стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается в
соответствии с увеличением давления на величину ΔPуд, которое называется
ударным. Область (сечение n — n), в которой происходит увеличение давления, называется ударной волной.
Ударная волна распространяется вправо со скоростью c, называемой скоростью ударной волны.

Когда ударная волна переместится до резервуара, жидкость окажется остановленной и сжатой во всей трубе,
а стенки трубы — растянутыми. Ударное повышение давления распространится на всю длину трубы (рис. 6.10, б).

Далее под действием перепада давления ΔPуд частицы жидкости устремятся
из трубы в резервуар, причем это течение начнется с сечения, непосредственно прилегающего к резервуару. Теперь
сечение n-n перемещается обратно к крану с той же скоростью c, оставляя за собой выровненное
давление P0 (рис. 6.10, в).

Жидкость и стенки трубы предполагаются упругими, поэтому они возвращаются к прежнему состоянию,
соответствующему давлению P0. Работа деформации полностью переходит в кинетическую энергию,
и жидкость в трубе приобретает первоначальную скорость υ0, но направленную теперь
в противоположную теперь сторону.

С этой скоростью весь объем жидкости стремится оторваться от крана, в результате возникает отрицательная
ударная волна под давлением P0 — ΔPуд, которая
направляется от крана к резервуару со скоростью c, оставляя за собой сжавшиеся стенки трубы и
расширившуюся жидкость, что обусловлено снижением давления (рис. 6.10, д). Кинетическая энергия жидкости
вновь переходит в работу деформаций, но противоположного знака.

Состояние трубы в момент прихода отрицательной ударной волны к резервуару показано на рис. 6.10, е. Так же
как и для случая, изображенного на рис. 6.10, б, оно не является равновесным. На рис. 6.10, ж, показан процесс
выравнивания давления в трубе и резервуаре, сопровождающийся возникновением движения жидкости со
скоростью υ0.

Очевидно, что как только отраженная от резервуара ударная волна под давлением ΔP
уд
достигнет крана, возникнет ситуация, уже имевшая место в момент закрытия крана. Весь цикл
гидравлического удара повторится.

Протекание гидравлического удара во времени иллюстрируется диаграммой, представленной на рис. 6.11, а и б.

Штриховыми линиями показано теоретическое изменение давления у крана в точке А, а сплошной
действительный вид картины изменения давления по времени (рис. 6.11, а). При этом затухание колебаний
давления происходит за счет потерь энергии жидкости на преодоление сил трения и ухода энергии в резервуар.

Если давление P0 невелико (P0 P
уд
), то картина изменения амплитуды давления получается несколько иная, примерно такая, как
показано на рис. 6.11, б.

Рис. 6.11. Изменение давления по времени у крана

Повышение давления при гидравлическом ударе можно определить по формуле

ΔPуд = ρυ0c

Данное выражение носит название формулы Жуковского. В нем скорость распространения ударной волны c
определится по формуле:

где r — радиус трубопровода;
E — модуль упругости материала трубы;
δ — толщина стенки трубопровода;
K — объемный модуль упругости (см. п.1.3)

Если предположить, что труба имеет абсолютно жесткие стенки, т.е. E = , то скорость
ударной волны определится из выражения

Для воды эта скорость равна 1435 м/с, для бензина 1116 м/с, для масла 1200 — 1400 м/с.

6.6. Изменение пропускной способности трубопроводов в процессе их
эксплуатации

При проектировании напорных трубопроводов следует учитывать, что их пропускная способность в период
эксплуатации снижается (например, для водопроводных труб до 50% и даже ниже). Вследствие коррозии и
образования отложений в трубах (инкрустации), шероховатость труб увеличивается. Это можно оценить по
формуле:

kt = k0 + αt

где k0 — абсолютная шероховатость для новых труб, (мм),
kt — шероховатость через t лет эксплуатации,
α — коэффициент характеризующий быстроту возрастания шероховатости (мм/год).

Таблица 6.1

Проверить себя ( Тест )

Наверх страницы

Расчет потерь напора по длине. Определение потерь давления

Посмотреть формулы для расчета потерь напора по длине.

Формулы для расчета потерь давления по длине

Данная автоматизированная система позволяет произвести расчет потерь напора по длине online. Расчет производится для трубопровода, круглого сечения, одинакового по всей длине диаметра, с постоянным расходом по всей длине (утечки или подпитки отсутствуют).
Расчет производится для указанных жидкостей при температуре 20 град. С. Если вы хотите рассчитать потери напора при другой температуре, или для жидкости отсутствующей в списке, перейдите по указанной выше ссылке — Я задам кинематическую вязкость и эквивалентную шероховатость самостоятельно.

Для получения результата необходимо правильно заполнить форму и нажать кнопку рассчитать. В ходе расчета значения всех величин переводятся в систему СИ. При необходимости полученную величину потерь напора можно перевести в потери давления.

Порядок расчета потерь напора

    Вычисляются значения:

  • средней скорости потока
  • где Q — расход жидкости через трубопровод, A — площадь живого сечения, A=πd2/4, d — внутренний диаметр трубы, м

  • числа Рейнольдса — Re
  • где V — средняя скорость течения жидкости, м/с, d — диаметр живого сечения, м, ν — кинематический коэффициент вязкости, кв.м/с, Rг — гидравлический радиус, для круглой трубы Rг=d/4,
    d — внутренний диаметр трубы, м

Определяется режим течения жидкости и выбирается формула для определения коэффициента гидравлического трения.

  • Для ламинарного течения Re<2000 используются формула Пуазеля.
  • Для переходного режима 2000<Re<4000 — зависимость:
  • Для турбулентного течения Re>4000 универсальная формула Альтшуля.
  • где к=Δ/d, Δ — абсолютная эквивалентная шероховатость.

Потери напора по длине трубопровода вычисляются по формуле Дарси — Вейсбаха.

Потери напора и давления связаны зависимостью.

Δp=Δhρg
где ρ — плотность, g — ускорение свободного падения.

Потери давления по длине можно вычислить используя формулу Дарси — Вейсбаха.

После получения результатов рекомендуется провести проверочные расчеты. Администрация сайта за результаты онлайн расчетов ответственности не несет.

Как правильно заполнить форму

Правильность заполнения формы определяет верность конечного результата. Заполните все поля, учитывая указанные единицы измерения. Для ввода чисел с десятичной частью используйте точки.

Расчет диаметра трубопровода по расходу, зависимость расхода от давления

Расчет диаметра трубопровода по расходуДля того чтобы правильно смонтировать конструкцию водопровода, начиная разработку и планирование системы, необходимо рассчитать расход воды через трубу.

От полученных данных зависят основные параметры домашнего водовода.

В этой статье читатели смогут познакомиться с основными методиками, которые помогут им самостоятельно выполнить расчет своей водопроводной системы.

Как рассчитать необходимый диаметр трубы

Цель расчета диаметра трубопровода по расходу: Определение диаметра и сечения трубопровода на основе данных о расходе и скорости продольного перемещения воды.

Выполнить такой расчет достаточно сложно. Нужно учесть очень много нюансов, связанных с техническими и экономическими данными. Эти параметры взаимосвязаны между собой. Диаметр трубопровода зависит от вида жидкости, которая будет по нему перекачиваться.

Если увеличить скорость движения потока можно уменьшить диаметр трубы. Автоматически снизится материалоемкость. Смонтировать такую систему будет намного проще, упадет стоимость работ.

Однако увеличение движения потока вызовет потери напора, которые требуют создание дополнительной энергии, для перекачки. Если очень сильно ее уменьшить, могут появиться нежелательные последствия.

С помощью формул ниже можно как рассчитать расход воды в трубе, так и, определить зависимость диаметра трубы от расхода жидкости.

Когда выполняется проектирование трубопровода, в большинстве случаев, сразу задается величина расхода воды. Неизвестными остаются две величины:

  •  Диаметр трубы;
  • Скорость потока.

Сделать полностью технико-экономический расчет очень сложно. Для этого нужны соответствующие инженерные знания и много времени. Чтобы облегчить такую задачу при расчете нужного диаметра трубы, пользуются справочными материалами. В них даются значения наилучшей скорости потока, полученные опытным путем.

Расчет необходимого диаметра трубы

Итоговая расчетная формула для оптимального диаметра трубопровода выглядит следующим образом:

d = √(4Q/Πw)
Q – расход перекачиваемой жидкости, м3/с
d – диаметр трубопровода, м
w – скорость потока, м/с

Подходящая скорость жидкости, в зависимости от вида трубопровода

Прежде всего учитываются минимальные затраты, без которых невозможно перекачивать жидкость. Кроме того, обязательно рассматривается стоимость трубопровода.

При расчете, нужно всегда помнить об ограничениях скорости двигающейся среды. В некоторых случаях, размер магистрального трубопровода должен отвечать требованиям, заложенным в технологический процесс.

На габариты трубопровода влияют также возможные скачки давления.

Когда делаются предварительные расчеты, изменение давление в расчет не берется. За основу проектирования технологического трубопровода берется допустимая скорость.

Когда в проектируемом трубопроводе существуют изменения направления движения, поверхность трубы начинает испытывать большое давление, направленное перпендикулярно движению потока.

Такое увеличение связано с несколькими показателями:

  • Скорость жидкости;
  • Плотность;
  • Исходное давление (напор).

Причем скорость всегда находится в обратной пропорции к диаметру трубы. Именно поэтому для высокоскоростных жидкостей требуется правильный выбор конфигурации, грамотный подбор габаритов трубопровода.

К примеру, если перекачивается серная кислота, значение скорости ограничивается до величины, которая не станет причиной появления эрозия на стенках трубных колен. В результате структура трубы никогда не будет нарушена.

Скорость воды в трубопроводе формула

Объёмный расход V (60м³/час или 60/3600м³/сек) рассчитывается как произведение скорости потока w на поперечное сечение трубы S (а поперечное сечение в свою очередь считается как S=3.14 d²/4): V = 3.14 w d²/4. Отсюда получаем w = 4V/(3.14 d²). Не забудьте перевести диаметр из миллиметров в метры, то есть диаметр будет 0.159 м.

Формула расхода воды

В общем случае методология измерения расхода воды в реках и трубопроводах основана на упрощённой форме уравнения непрерывности, для несжимаемых жидкостей:

Расход воды через трубу таблица

Расход через трубу

Зависимость расхода от давления

Нет такой зависимости расхода жидкости от давления, а есть — от перепада давления. Формула выводится просто. Имеется общепринятое уравнение перепада давления при течении жидкости в трубе Δp = (λL/d) ρw²/2, λ — коэффициент трения (ищется в зависимости от скорости и диаметра трубы по графикам или соответствующим формулам), L — длина трубы, d — ее диаметр, ρ -плотность жидкости, w — скорость. С другой стороны, есть определение расхода G = ρwπd²/4. Выражаем из этой формулы скорость, подставляем ее в первое уравнение и находим зависимость расхода G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT — квадратный корень.

Коэффициент трения ищется подбором. Вначале задаете от фонаря некоторое значение скорости жидкости и определяете число Рейнольдса Re=ρwd/μ, где μ — динамическая вязкость жидкости (не путайте с кинематической вязкостью, это разные вещи). По Рейнольдсу ищете значения коэффициента трения λ = 64/Re для ламинарного режима и λ = 1/(1.82 lgRe — 1.64)² для турбулентного (здесь lg — десятичный логарифм). И берете то значение, которое выше. После того, как найдете расход жидкости и скорость, надо будет повторить весь расчет заново с новым коэффициентом трения. И такой перерасчет повторяете до тех пор, пока задаваемое для определения коэффициента трения значение скорости не совпадет до некоторой погрешности с тем значением, что вы найдете из расчета.

Похожие статьи:

Т. Движение жидкостей — PhysBook

Зависимость давления жидкости от скорости ее течения

В предыдущих параграфах были рассмотрены законы равновесия жидкостей и газов. Теперь рассмотрим некоторые явления, связанные с их движением.

Движение жидкости называют течением, а совокупность частиц движущейся жидкости потоком. При описании движения жидкости определяют скорости, с которыми частицы жидкости проходят через данную точку пространства. Если в каждой точке пространства, заполненного движущейся жидкостью, скорость не изменяется со временем, то такое движение называется установившимся, или стационарным. При стационарном течении любая частица жидкости проходит через данную точку пространства с одним и тем же значением скорости. Мы будем рассматривать только стационарное течение идеальной несжимаемой жидкости. Идеальной называют жидкость, в которой отсутствуют силы трения.

Как известно, неподвижная жидкость в сосуде, согласно закону Паскаля, передает внешнее давление ко всем точкам жидкости без изменения. Но когда жидкость течет без трения по трубе переменного поперечного сечения, давление в разных местах трубы неодинаково. Оценить распределение давлений в трубе, по которой течет жидкость, можно с помощью установки, схематически изображенной на рисунке 1. Вдоль трубы впаивают вертикальные открытые трубки-манометры. Если жидкость в трубе находится под давлением, то в манометрической трубке жидкость поднимается на некоторую высоту, зависящую от давления в данном месте трубы. Опыт показывает, что в узких местах трубы высота столбика жидкости меньше, чем в широких. Это значит, что в этих узких местах давление меньше. Чем это объясняется?

Рис. 1

Предположим, что несжимаемая жидкость течет по горизонтальной трубе с переменным сечением (рис. 1). Выделим мысленно несколько сечений в трубе, площади которых обозначим S1 и S2. При стационар ном течении через любое поперечное сечение трубы за равные промежутки времени переносятся одинаковые объемы жидкости.

Пусть υ1 — скорость жидкости через сечение S1, υ2 — скорость жидкости через сечение S2. За время Δt объемы жидкостей, протекающих через эти сечения, будут равны:

\(~\begin{matrix} \Delta V_1 = l_1S_1 = \upsilon_1 \Delta t_1 \cdot S_1 ; \\ \Delta V_2 = l_2S_2 = \upsilon_2 \Delta t_2 \cdot S_2 . \end{matrix}\)

Так как жидкость несжимаема, то ΔV1 = ΔV2. Следовательно, υ1S1 = υ2S2 или υS = const для несжимаемой жидкости. Это соотношение называется уравнением неразрывности.

Из этого уравнения \(~\frac{\upsilon_1}{\upsilon_2} = \frac{S_2}{S_1}\) , т.е. скорости жидкости в двух любых сечениях обратно пропорциональны площадям сечений. Это значит, что частицы жидкости при переходе из широкой части трубы в узкую ускоряются. Следовательно, на жидкость, поступающую в более узкую часть трубы, действует со стороны жидкости, еще находящейся в широкой части трубы, некоторая сила. Такая сила может возникнуть только за счет разности давлений в различных частях жидкости. Так как сила направлена в сторону узкой части трубы, то в широком участке трубы давление должно быть больше, чем в узком. Учитывая уравнение неразрывности, можно сделать вывод: при стационарном течении жидкости давление меньше в тех местах, где больше скорость течения, и, наоборот, больше в тех местах, где скорость течения меньше.

К этому выводу впервые пришел Д. Бернулли, поэтому данный закон называют законом Бернулли.

Применение закона сохранения энергии к потоку движущейся жидкости позволяет получить уравнение, выражающее закон Бернулли (приводим без вывода)\[~p_1 + \frac{\rho \upsilon^2_1}{2} = p_2 + \frac{\rho \upsilon^2_2}{2}\] — уравнение Бернулли для горизонтальной трубки.

Здесь p1 и p2 — статические давления, ρ — плотность жидкости. Статическое давление равно отношению силы давления одной части жидкости на другую к площади соприкосновения, когда скорость их относительного движения равна нулю. Такое давление измерил бы манометр, движущийся вместе с потоком. Неподвижная монометрическая трубка с отверстием, обращенным навстречу потоку, измерит давление \(~p = p_1 + \frac{\rho \upsilon^2_1}{2}\).

Слагаемые \(~\frac{\rho \upsilon^2_1}{2}\) и \(~\frac{\rho \upsilon^2_2}{2}\) имеют, с одной стороны, размерность давления, с другой — размерность объемной плотности энергии, т. е. энергии, приходящейся на единицу объема. Действительно, \(~W_k = \frac{m \upsilon^2}{2}\), масса жидкости m = ρV. Если V = 1 м3, то \(~W_k = \frac{\rho \upsilon^2}{2}\). Поэтому \(~\frac{\rho \upsilon^2}{2}\) — называют динамическим давлением. Это кинетическая энергия потока в единичном объеме жидкости (объемная плотность энергии).

Если трубка не горизонтальная, то надо учитывать и гидростатическое давление жидкости. Уравнение Бернулли будет иметь вид:

\(~p_1 + \rho gh_1 + \frac{\rho \upsilon^2_1}{2} = p_2 + \rho gh_2 + \frac{\rho \upsilon^2_2}{2},\)

где h1 и h2 — высоты, на которых находятся сечения S1 и S2.

Закон Бернулли лежит в основе принципа действия многих технических устройств и приборов: водоструйного насоса, пульверизатора, форсунки карбюратора. Закон Бернулли позволяет объяснить возникновение подъемной силы крыла самолета.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 106-108.

Формула, теория и уравнения для расчета перепада давления в трубе

Pipe Pressure Drop Calculator
Когда жидкость течет по трубе, в результате сопротивления потоку возникает падение давления. Также может быть увеличение / потеря давления из-за изменения высоты между началом и концом трубы. Этот общий перепад давления на трубе связан с рядом факторов:

  • Трение между жидкостью и стенкой трубы
  • Трение между соседними слоями самой жидкости
  • Потеря трения при прохождении жидкости через любые фитинги, отводы, клапаны или компоненты трубопровода
  • Потеря давления из-за изменения высоты жидкости (если труба не горизонтальная)
  • Увеличение давления за счет любого напора жидкости, добавляемого насосом

Расчет падения давления в трубе

Чтобы рассчитать потерю давления в трубе, необходимо рассчитать падение давления, обычно в напоре жидкости, для каждого из элементов, вызывающих изменение давления.Однако для расчета потерь на трение в трубе, например, необходимо рассчитать коэффициент трения для использования в уравнении Дарси-Вейсбаха, который определяет общие потери на трение.

Friction Factor
Сам коэффициент трения зависит от внутреннего диаметра трубы, шероховатости внутренней трубы и числа Рейнольда, которое, в свою очередь, рассчитывается из вязкости жидкости, плотности жидкости, скорости жидкости и диаметра внутренней трубы.

Таким образом, для расчета общих потерь на трение необходимо провести ряд дополнительных вычислений.Работая в обратном направлении, мы должны знать свойства плотности жидкости и вязкости, знать диаметр трубы и свойства шероховатости, рассчитать число Рейнольдса, использовать его для расчета коэффициента трения с использованием уравнения Колебрука-Уайта и, наконец, включить коэффициент трения в дарси. Уравнение Вейсбаха для расчета потерь на трение в трубе.

После расчета потерь на трение в трубе нам необходимо учесть возможные потери в фитингах, изменение высоты и любой добавленный напор насоса.Суммирование этих потерь / выгод даст нам общее падение давления в трубе. В следующих разделах каждый расчет рассматривается по очереди.

Расчет потерь на трение труб

Теперь нам нужно рассчитать каждый элемент, необходимый для определения потерь на трение в трубе. Ссылки в следующем списке предоставляют более подробную информацию о каждом конкретном расчете:

Pipe Friction Loss Calculations

Наше программное обеспечение Pipe Flow автоматически рассчитывает потери на трение в трубах, используя уравнение Дарси-Вайсбаха, поскольку это наиболее точный метод расчета для несжимаемых жидкостей, и оно также считается промышленным, точным для сжимаемого потока при соблюдении определенных условий.

Расчет потерь в фитингах

Потеря энергии из-за клапанов, фитингов и изгибов вызвана локальным нарушением потока. Рассеяние потерянной энергии происходит на конечном, но не обязательно коротком участке трубопровода, однако для гидравлических расчетов принятой практикой считается рассмотрение всей суммы этих потерь в месте расположения устройства.

Для трубопроводных систем с относительно длинными трубами часто бывает так, что потери при монтаже будут незначительными по отношению к общей потере давления в трубе.Однако некоторые локальные потери, такие как потери, вызванные частично открытым клапаном, часто очень значительны и никогда не могут быть названы незначительными потерями, и они всегда должны быть включены.

Потери, которые вносит конкретный фитинг, измеряются с использованием реальных экспериментальных данных, а затем анализируются для определения коэффициента К (локального коэффициента потерь), который можно использовать для расчета потерь в фитинге, которые меняются в зависимости от скорости прохождения жидкости. через это.

Наши программы Pipe Flow Software позволяют автоматически включать потери в фитингах и другие локальные потери в расчет перепада давления, поскольку они поставляются с предварительно загруженной базой данных фитингов, которая содержит множество стандартных K-факторов для различных клапанов и фитингов различных размеров. ,
Pipe Fitting friction Coefficients and K Factors

Все, что нужно сделать пользователю, это выбрать подходящий фитинг или клапан, а затем выбрать «Сохранить», чтобы добавить его в трубу и включить его в расчет потери давления в трубе.

Эта ссылка содержит дополнительную информацию о коэффициентах Фиттинга K и уравнении потери Фиттинга.

Расчет потерь компонентов труб

Часто существует множество различных типов компонентов, которые необходимо смоделировать в системе трубопроводов, таких как теплообменник или чиллер.Некоторые компоненты могут вносить известную фиксированную потерю давления, однако более вероятно, что падение давления будет изменяться в зависимости от скорости потока, проходящего через компонент.

Большинство производителей предоставляют кривую производительности компонентов, которая описывает характеристики потери тока в зависимости от напора их продукта. Эти данные затем используются для расчета потери давления, вызванной компонентом для заданного расхода, но сам расход также будет зависеть от потери давления после компонента, и поэтому очень трудно смоделировать характеристики потери напора компонента без использовать соответствующее программное обеспечение, такое как Pipe Flow Expert.

Потеря давления из-за изменения высоты

Поток в поднимающейся трубе

Если начальная высота трубы ниже конечной высоты, то в дополнение к трению и другим потерям будут возникать дополнительные потери давления, вызванные увеличением высоты, которое, измеренное в напоре жидкости, просто эквивалентно повышению высоты.

то есть на более высоком уровне жидкости добавляется меньшее давление из-за уменьшенной глубины и веса жидкости выше этой точки.

Поток в падающей трубе

Если начальная высота трубы выше, чем конечная высота, то наряду с трением и другими потерями будет дополнительный прирост давления, вызванный падением высоты, которое, измеренное в напоре жидкости, просто эквивалентно падению высоты.

то есть на более низком уровне жидкости добавляется большее давление из-за увеличенной глубины и веса жидкости выше этой точки.

Энергетические и гидравлические линии

Высота жидкости в трубе, вместе с давлением в трубе в конкретной точке и напором скорости жидкости, могут быть суммированы для расчета так называемой линии энергетического уровня.

Линия гидравлического уклона может быть рассчитана путем вычитания скоростного напора жидкости из EGL (линии энергетического уклона) или просто путем суммирования только высоты жидкости и давления в трубе в этой точке.

Расчет напора насоса

В системе трубопроводов часто имеется насос, который добавляет дополнительное давление (известное как «напор насоса») для преодоления потерь на трение и других сопротивлений. Производительность насоса обычно доступна у производителя в виде кривой производительности насоса, которая представляет график зависимости расхода от напора, создаваемого насосом, для диапазона значений расхода.
Example Pump Curve showing flow versus head operating point

Поскольку напор, создаваемый насосом, зависит от скорости потока, найти рабочую точку на кривой производительности насоса не всегда легко. Если вы угадываете расход, а затем рассчитываете добавленный напор насоса, это, в свою очередь, повлияет на перепад давления в трубе, что само по себе влияет на расход, который может возникнуть.

Конечно, если вы используете наше программное обеспечение Pipe Flow Expert, то оно найдет для вас точную рабочую точку на кривой насоса, гарантируя, что потоки и давления в вашей системе будут сбалансированы для точного решения вашей конструкции трубопровода.

Как бы вы ни рассчитывали напор насоса, добавленный в вашу трубу, этот дополнительный напор жидкости необходимо добавить обратно к любому падению давления в трубе.

Расчет общего падения давления в трубе

Таким образом, давление на конце рассматриваемой трубы определяется следующим уравнением (где все элементы указаны в м. Напор жидкости):

P [конец] = P [начало] — потеря трения — потеря арматуры — потеря компонентов + высота над уровнем моря [начало-конец] + головка насоса

где


P [конец] = давление на конце трубы

P [start] = давление в начале трубы

Высота [начало-конец] = (Высота в начале трубы) — (Высота в конце трубы)

Напор насоса = 0, если насоса нет

Падение давления или, точнее, перепад давления dP (это может быть усиление) между началом и концом трубы, поэтому определяется следующим уравнением:

dP = потеря трения + потеря фитингов + потеря компонентов — высота над уровнем моря [начало-конец] — головка насоса

где


P [конец] = давление на конце трубы

P [start] = давление в начале трубы

Высота [начало-конец] = (Высота в начале трубы) — (Высота в конце трубы)

Напор насоса = 0, если насоса нет

Примечание dP обычно указывается как положительное значение, относящееся к падению давления .Отрицательное значение будет означать увеличение давления.

,

Калькулятор формулы Барлоу — внутреннее давление в трубе

Формула Барлоу — это расчет, используемый для демонстрации взаимосвязи между внутренним давлением, допустимым напряжением (также известным как кольцевое напряжение), номинальной толщиной и диаметром. Это помогает определить максимальную пропускную способность, которую труба может безопасно выдержать.

Формула выражается как P = 2St / D , где:

P
давление, фунтов на квадратный дюйм
т
номинальная толщина стенки, в дюймах (т.е.е. .375)
D
наружный диаметр в дюймах
S
допустимое напряжение в фунтах на квадратный дюйм, которое зависит от давления, определяемого с использованием текучести или растяжения, в зависимости от того, что пытается быть определено

В частности, формула Барлоу может быть использована для определения:

  • Внутреннее давление при минимальном выходе:
    S = SMYS — минимальный выход для марки трубы
  • Предельное разрывное давление:
    S = SMTS — минимальная прочность на разрыв для марки трубы
  • Максимально допустимое рабочее давление:
    S = SMYS — уменьшается на расчетный коэффициент
  • Гидростатическое испытательное давление мельницы:
    S = SMYS — уменьшается на расчетный коэффициент в зависимости от наружного диаметра и класса

Хотя этот калькулятор полезен при планировании проекта трубопровода, мы рекомендуем вам связаться с нами, если вам нужна дополнительная информация или у вас необычные или специальные приложения.

Введите только 3 числовых значения.

Диаграмма внутреннего давления разрыва

ГРАФИК 5S ГРАФИК 10S ГРАФИК 40S ГРАФИК 80S
Номинал И.П.С.
(дюйм.)
Номинальная O.D.
(дюйм.)
Стена
(дюйм.)
Давление
(p.s.i.)
Стена
(дюйм.)
Давление
(с.s.i.)
Стена
(дюйм.)
Давление
(p.s.i.)
Стена
(дюйм.)
Давление
(p.s.i.)
1/8 0,405 0,049 18150 0,068 25175 0,095 35175
1/4 0,54 0.065 18050 0,088 24450 0,111 33050
3/8 0,675 0,065 14450 0,091 20225 0,126 28000
1/2 0,84 0,065 11600 0.083 14825 0,109 19475 0,147 26250
3/4 1,05 0,065 9275 0,083 11850 0,113 16150 154 2200
1 1,315 0,065 7425 0.109 12450 0,133 15175 0,179 20425
1 1/4 1,66 0,065 5875 0,109 9850 0,14 12650 0,191 17250
1 1/2 1,9 0,065 5125 0.109 8600 0,145 11450 0,2 15800
2 2,375 0,065 4100 0,109 6875 0,154 9750 0,218 13775
2 1/2 2,875 0,083 4325 0.12 6250 0,203 10600 0,276 14400
3 3,5 0,083 3550 0,12 5150 0,216 9250
3 1/2 4 0,083 3100 0.12 4500 0,226 8475
4 4,5 0,083 2750 0,12 4000 0,237 7900
5 5,563 0,109 2950 0.134 3625 0,258 6950
6 6,625 0,109 2475 0,134 3050 0,28 6350
8 8,625 0,109 1900 0.148 2575 322 5600
10 1,75 0,134 1875 0,165 2300 0,365 5100
12 12,75 0,156 1825 0.18 2125 0,375 4400
14 14 0,156 1675 0,188 2025
16 16 0,165 1550 0.188 1775
18 18 0,165 1375 0,188 1575
20 20 0,188 1400 0.218 1625
24 24 0,218 1375 0,25 1550
30 30 0,25 1250 0.312 1550

* Разрывное давление, рассчитанное по формуле Барлоу: P = 2ST / D

S = 75000 фунтов на квадратный дюйм волокна напряжение

T = номинальная стенка

D = номинальный внешний диаметр = наружный диаметр

I.P.S. = внутренний размер трубы

Скачать версию для печати диаграммы

Часто задаваемые вопросы о формуле Барлоу

Что определяет формула Барлоу?

Формула Барлоу — это уравнение, которое определяет соотношение внутреннего давления, допустимого напряжения, номинальной толщины и диаметра для трубных изделий.

Для какого типа продукта используется калькулятор формулы Барлоу?

Калькулятор формул Барлоу может быть использован для определения максимальной пропускной способности трубопровода. Труба по всему миру предлагает линейные трубы для широкого спектра отраслей промышленности.

Что такое обручальное напряжение?

Кольцевое напряжение, также известное как допустимое напряжение, является напряжением в стенке трубы. Это окружная сила на единицу площади (Psi) в стенке трубы, вызванная внутренним давлением.

Что такое формула для пялец?

Стандартное уравнение для обручального напряжения H = PD м / 2t.В этом уравнении H является допустимым напряжением или кольцевым напряжением, P — это давление, t — толщина трубы, а D — диаметр трубы.