Формула потери напора по длине трубопровода: Гидравлический расчет на потерю напора или как рассчитать потери давления в трубе

Содержание

Потери напора по длине трубопровода


Потери напора по длине трубопровода обусловлены внутренним трением в жидкости и прямо пропорциональны длине трубопровода l и обратно пропорциональны его диаметру d. Тогда в формуле (11.1) коэффициент А можно представить в виде


A= ll/d. (11.3)


Следовательно (при hм = 0), имеем


hд = l(l/d)v2/2g. (11.4)


Эта формула называется формулойДарси. Безразмерный коэффициент l, с одной стороны, характеризует вязкость жидкости, а с другой -режим движения жидкости. Чем больше вязкость, тем больше внутренние силы трения и потери. Поэтому зависимость коэффициента трения от числа Re будет обратно пропорциональной. Режим движения жидкости также обусловливает значение потерь напора (рис.11.1).



Рис. 11.1. Зависимость потерь напора от скорости движения жидкости


При турбулентном движении жидкости потери будут большими, чем при ламинарном режиме, так как энергия жидкости тратится не только на преодоление сил внутреннего трения, но и на перемешивание жидкости.


Качество труб характеризуются различными неровностями на внутренней поверхности – шероховатостями (рис.11.2).



а                                           б                                            в                                            г


Рис. 11.2. Шероховатость труб:


а– абсолютная шероховатость; б – гидравлически гладкие трубы;


в– переходная зона; г – гидравлически шероховатые трубы


Применяются два вида шероховатости: абсолютная и относительная. Абсолютной шероховатостью называется  среднее значение  размеров выступов Dна внутренней поверхности трубы. Шероховатость зависит от материала трубы, качества ее изготовления и условий эксплуатации.


По абсолютной шероховатости трубы делятся на три группы:


гладкие(D< 0,1 мм) -стеклянные, латунные, медные;


шероховатые(D= 0,1-1,0 мм) — новые стальные и чугунные водопроводные трубы;


оченьшероховатые(D> 1,0 мм) – канализационные, старые стальные и чугунные трубы.


Абсолютная шероховатость сама по себе не оказывает влияния на величину потерь, т.к. они еще зависят от поперечных размеров потока. По этой причине вводят понятие относительной шероховатости.


Относительнойшероховатостьюназывается отношение абсолютной шероховатости к диаметру трубы, т.е.


e=  D/d.


Относительная шероховатость оказывает влияние на потери. Таким образом, коэффициент трения lзависит от рассмотренных условий движения жидкости. Он определяется опытным путем.


При ламинарном потоке коэффициент трения зависит только от Re:


lл= 64/Re, (11.5)


и не зависит от шероховатостей, так как v – относительно небольшая и жидкость плавно обтекает неровности. При турбулентном режиме коэффициент трения зависит как от Re, так и от eи определяется


lт= 0,11(68/Re+ e)0,25. (11.6)


Однако число Re и относительная шероховатость eне всегда в одинаковой степени оказывают влияние на значение коэффициента трения, потому что при турбулентном движении у стенки трубы всегда образуется пограничный ламинарный слой жидкости. Этот слой как бы прикрывает шероховатость трубы, внося коррективы в значение коэффициента трения.


Толщина ламинарного слоя не является постоянной, а зависит от Re, т.е. при прочих равных условиях от скорости движения жидкости v.


Таким образом, в зависимости от соотношения толщины ламинарного слоя dи абсолютной шероховатости Dвозможны три случая (см. рис.11.2):


1. Толщина ламинарного слоя d> D– шероховатость не оказывает влияния на значение относительного коэффициента трения e– труба гидравлически гладкая, хотя по абсолютной шероховатости она может быть даже очень шероховатой. В этом случае Re < eи из формулы (9.6) исключается второй член правой части.


2. Толщина ламинарного слоя примерно равна абсолютной шероховатости, т.е. d= D; в этом случае коэффициент трения зависит от Re и от относительной шероховатости e(расчет по формуле (11.6)).


3. Толщина ламинарного слоя меньше абсолютной шероховатости, т.е. d< D; коэффициент трения не зависит от Re, а зависит в основном от шероховатости труб, которые называются гидравлически шероховатыми. При этом Re > 500/eи из формулы (9.6) исключается первый член.


Формула (11.6) является универсальной, так как она фактически охватывает все случаи движения жидкости при турбулентном режиме.

Потери напора на местные сопротивления

Местные
потери напора обусловливаются преодолением
местных сопротивлений, создаваемых
фасонными частями, арматурой и прочим
оборудованием трубопроводных сетей.
Местные сопротивления вызывают изменение
величины или направления скорости
движения жидкости на отдельных участках
трубопровода, что связано с появлением
дополнительных потерь напора. Движение
в трубопроводе при наличии местных
сопротивлений является неравномерным.
Потери напора в местных сопротивлениях

(местные
потери напора) вычисляют по формуле
Вейсбаха:

(3.22)

где
— средняя скорость в сечении, как
правило, расположенном ниже по течению
за данным сопротивлением;
безразмерный
коэффициент местного сопротивления.
Для определения потерь давления

формула
(3.29) преобразуется к виду:

(3.23)

Значения
коэффициентов местных сопротивлений
зависят от конфигурации местного
сопротивления и режима потока, подходящего
к сопротивлению; этот режим определяется
коэффициентом гидравлического трения

подходящего
потока, т.е. числом Рейнольдса и
относительной шероховатостью.

Внезапное расширение трубопровода

Рисунок
3.6 ─ Внезапное расширение трубопровода

Потери
напора при внезапном расширении
трубопровода находят по
формуле Борда:

(3.24)

где
и— средние скорости течения соответственно
до и после расширения.

Таким
образом, потеря напора при внезапном
расширении трубопровода равна скоростному
напору от потерянной скорости.

Коэффициент
местного сопротивления в формуле
Вейсбаха (3.29) определяется выражениями:

(3.25)

(3.26)

где
и— площади сечений трубопровода
соответственно до и после расширения.

Внезапное сужение трубопровода

Рисунок
3.7 ─ Внезапное сужение трубопровода

Коэффициент
местного сопротивления при внезапном
сужении

(3.27)

где

коэффициент сжатия струи, представляющий
собой отношение площади сечения сжатой
струи в узком трубопроводек площади сечения узкой трубы(рисунок
3.9):

(3.28)

Коэффициент
сжатия струи
зависит от степени сжатия потока

(3.29)

и
может быть найден по формуле А.Д. Альтшуля:

(3.30)

Значения
подсчитанные по формуле (3.30), приведены
в табл. 3.1

Таблица
3.1 ─ Коэффициент сжатия струи

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,609

0,613

0,618

0,623

0,631

0,642

0,656

0,678

0,714

0,785

1

Диафрагма на трубопроводе

Рисунок
3.8 ─ Диафрагма на трубе постоянного
сечения

Коэффициент
местного сопротивления диафрагмы,
расположенной внутри трубы постоянного
сечения (отнесенный к сечению трубопровода)
(рисунок 3.8) равен

(3.31)

где
— отношение площади отверстия диафрагмык площади сечения трубы.

Рисунок
3.9 ─ Диафрагма на трубопроводе в месте
изменения

диаметра

Коэффициент
местного сопротивления (отнесенный к
сечению узкого трубопровода) для
диафрагмы, расположенной на выходе в
трубопровод другого диаметра (рисунок
3.9), равен

(3.32)

где

Примеры решения задач

Задача 1.
Найти потери напора по длине при движении
воды с температурой t= 50°С
в цельносварной стальной трубе, бывшей
в употреблении, с внутренним диаметромd= 0,5 м. Расход водыQ=0,60 м3/с. Длина трубы
1=500 м.

Решение.

Находим
по таблице [1] значение абсолютной
эквивалентной шероховатости трубы
kэ= 0,15 мм = 15 10-5м;kэ/d= 15 10-5/0,5 = 0,0003.
Кинематический коэффициент вязкости
для воды заданной температуры ν = 0,00556
см2/с.

Средняя
скорость течения воды в трубе

Число
Рейнольдса для потока воды в трубе

Режим
движения турбулентный, поэтому
коэффициента гидравлического трения
находится по формуле (1)

Потери
напора по длине

столба воды приt= 50°С.

Плотность
воды находим из табл. 1 ρ =988,07 кг/м3.

Потери
полного давления по длине
Δpтр= ρghтр= 988,07ּ9,81ּ7,15 =  = 69,4ּ103Н/м2=69,4 кПа.

Задача 2.
Найти потери напора по длине на один
метр длинны при движении воздуха в
бетонной трубе диаметром d=lм
при давлении, близком к атмосферному,
и температуреt= 20°
С. Расход воздуха при заданных условияхQ= 15,6 м3

Решение

Заданному
состоянию воздуха соответствует
кинематический коэффициент вязкости
ν= 15,7 10-6м2
и плотностьρ= 1,16 кг/м3

Находим
число Рейнольдса, характеризующее поток
воздуха в трубе

Определим
относительную шероховатость трубопровода
(при абсолютной эквивалентной шероховатости
kэ= 0,5 мм):

Находим
величину коэффициента гидравлического
трения по обобщенной формуле

Определяем
потерю полного давления на 1 пот. м трубы:

Задача 3.
Определить величину потерь полного
давления, вызванных резким поворотом
трубопровода диаметром d= 200
мм на угол а = 90°. Трубопровод новый
стальной, радиус поворотаR= 40
м. Жидкость — масло минеральное
ν = 14,5 10-4м2/с. ρ = 880
кг/м3. Расход жидкостиQ= 0,5
м3/с.

Решение.

Потери
полного давления в повороте находим по
формуле Δр = ξ ρ υ2/2.

Коэффициент
сопротивления поворота находим по
формуле (5)

где
ξкв— коэффициент сопротивления
поворота ξкв= 1. Число
Рейнольдса

Из
таблиц [1] коэффициент А =400,

Задача 4.
Определить расход минерального масла
(плотностью ρ = 880 кг/м3,кинематической вязкостьюv= 10 10-4м2/с)
при истечении в атмосферу через круглое
отверстие диаметромd=2
см из резервуара, в котором давление
(избыточное) р =5 105Н/м2.

Решение.

Определяем
число Рейнольдса, характеризующее
истечение,

Из
графика находим величину коэффициента
расхода μ = 0,69. Определяем расход
масла

Задача 5.
В дне сосуда имеется отверстие с
закругленной кромкой d= 3
мм. Высота уровня воды в сосудеH=0,05
м. Определить скорость и расход при
вытекании холодной (t1= 6°C)
и горячей (t2= 99°С)
воды из отверстия.

Решение.

Скорость
вытекания воды из отверстия находим по
формуле

Коэффициент
скорости φ находим из графика в функции
от числа Рейнольдса, характеризующего
истечение из отверстия.

Из
таблиц [1] находим кинематический
коэффициент вязкости воды.

ν1= 1,
47 10-6 м2/с;ν2= 0,
29 10-6 м2/с. Соответственно
числа Рейнольдса будут равны

Из
графика Альтшуля φ1= 0,86,φ2=0,94.

Скорость
вытекания холодной воды v1= 0,98φ=0,98 0,86=0,85 м/с.

Скорость
вытекания горячей воды v2=0,98
0,94=0,92 м/с.

Таким
образом, горячая вода имеет скорость
вытекания больше чем холодная, на
(0,92 — 0,85)/0,85 100% = 8%, Это объясняется
большей подвижностью (меньшей вязкостью)
горячей воды.

4.2 Определение потерь давления на участках тепловой сети

Потери
давления, Па

на участках тепловой сети складываются
из потерь давления на трение по длине
трубопровода (линейные потери) и в
местных сопротивлениях:

Потери
давления на трение
определяются по формуле:

где

длина участка трубопровода, м;


удельные потери давления, Па/м, определяются
по формуле:

где

коэффициент трения;


внутренний диаметр участка трубопровода,
м;


плотность теплоносителя, кг/м3;


скорость движения теплоносителя, м/с.

Потери
давления в местных сопротивлениях

определяют по формуле:

где
сумма
коэффициентов местных сопротивлений.

Потери
давления в местных сопротивлениях могут
быть также вычислены по формуле:

где

эквивалентная длина местных сопротивлений,
которую определяют по формуле:

При
известном располагаемом давлении
для всей сети, а также для ответвлений
предварительно определяют ориентировочные
средние
удельные потери давления
,
Па/м:

где
суммарная
протяженность расчетной ветви
(ответвления), на потери давления, в
которой используется величина .


коэффициент, учитывающий долю потерь
давления в местных сопротивлениях.
Различные значения коэффициента
приведены в [11, табл. 6.2].

При
неизвестном располагаемом перепаде
давления
удельные потери давления на участках
главной магистрали могут быть приняты
в пределах 30-80 Па/м, для ответвлений –
по располагаемому перепаду давления,
но не более 300 Па/м.

Невязка
между потерями давления в ответвлениях
и располагаемым давлением не должна
превышать 10%. Если
такая увязка невозможна, то излишний
напор на ответвлениях должен быть
погашен соплами элеваторов, дроссельными
диафрагмами и авторегуляторами
потребителей.

Конечные
результаты гидравлического расчета
следует перевести в м.вод.ст., если по
его данным предполагается построение
пьезометрического графика.

ПРИМЕР
5.
Определить
потери давления на участках 1, 2, 3 расчетной
схемы магистральной тепловой сети
(рисунок 5) . Суммарный
расчетный расход сетевой воды для всех
участков взять из примера 4. Для компенсации
температурных деформаций предусмотреть
сальниковые компенсаторы.

Рисунок 5. Расчетная
схема магистральной тепловой сети

Решение:

  1. Вначале
    производим расчет главной магистрали.
    Для участков 1, 2 исходя из расчетных
    расходов сетевой воды и нормируемым
    потерям давления R=30-80
    Па/м по номограмме (приложение 10)
    определяем диаметры труб, действительные
    значения удельных потерь Rд
    и скорость движения теплоносителя ω и
    результаты занесем в таблицу 5.

Таблица
5 – Гидравлический
расчет тепловой сети

№ участка

G, т/ч

Длина, м

dн
xS,
мм

ω,
м/с,

Rд,
Па/м

P,
Па

H,
м

L

Lэ

Lп

1

274

800

55

855

325×8

1,05

38

32490

3,31

2

171

1000

45

945

273×7

0,87

33

34485

3,52

3

103

700

46

746

219×6

0,89

44

32824

3,35

  1. По
    известным диаметрам на участках главной
    магистрали определим сумму коэффициентов
    местных сопротивлений
    , их эквивалентные длины ,
    приведенные длины, а также потери
    давления:

На
участке №1 имеется головная задвижка
(,
тройник на проход при разделении потока
(.
(Значения коэффициентов местных
сопротивлений
определяются по приложению 11).

Количество
сальниковых компенсаторов
на участке №1 определим в зависимости
от длины участка L
и максимального
допустимого расстояния между неподвижными
опорами. По приложению 12 для Dу
= 300 мм это
расстояние составляет 100 м. Следовательно
на участке № 1 длиной 800 м необходимо
предусмотреть 8 сальниковых компенсаторов.

Сумма
коэффициентов местных сопротивлений
на данном участке составляет:

По
приложению 13 эквивалентная длина
при kэ
= 0,0005 м составляет 14 м.

Эквивалентная
длина участка №1 составит:

Определяем
приведенную длину участка №1:

Определим
потери давления на участке № 1:

или
в линейных единицах измерения при
𝜌=1000
кг/м3:

Аналогичный
расчет выполним для участка №2 главной
магистрали:

на
данном участке имеется внезапное сужение
трубопровода (,
задвижка( ,
10 сальниковых компенсаторов

Сумма
коэффициентов местных сопротивлений
на данном участке составляет:

Эквивалентная
длина участка №2 составит:

Приведенная
длина участка №2:

Потери
давления на участке 2:

или
в линейных единицах измерения:

  1. Затем
    приступаем к расчету ответвления. По
    принципу увязки

потери
давления ΔP
от точки
деления потоков до концевых точек

(кварталов) для
различных ветвей системы должны быть
равны между

собой.
Поэтому при гидравлическом расчете
ответвления необходимо стремиться к
выполнению следующего условия: .

В соответствии с
этим условиями найдем ориентировочные
удельные потери давления для ответвления

Коэффициент
,
учитывающий долю потерь давления на
местные сопротивления, определим по
формуле:

тогда

Ориентируясь
на
Па/м, определим по номограмме (приложение
10) диаметр трубопроводов, действительные
удельные потери давления на трение
,
скорость движения теплоносителя и
потери давления на участке 3. (таблица
5).

На
участке №3 имеется внезапное сужение
трубопровода (,
тройник на ответвление при разделении
потока ,
2 задвижки ,
8 сальниковых компенсаторов (

Сумма
коэффициентов местных сопротивлений
на данном участке составляет:

Эквивалентная
длина участка №3 составит:

Приведенная
длина участка №3:

Потери
давления на участке № 3 составят:

или
в линейных единицах измерения:

Определим невязку
потерь давления на ответвлении 3

Потери на трение вдоль трубы, Образец курсовых работ

6 страниц, 2641 слово

Аннотация

Этот эксперимент с потерями на трение вдоль гладкой трубы показывает, что существуют ламинарные и переходные потоки, как показано на Графике 2.0 и Графике 2.1. Доказано, что чем выше скорость по гладкой трубе, тем выше потеря напора воды. Как показано в Таблице 3.0, когда число Рейнольдса увеличивается, значение коэффициента трения трубы f уменьшается вдоль нисходящей устойчивой ламинарной линии.Вдобавок к этому есть потери энергии от воды к поверхности трубы, и, следовательно, температура увеличивается, когда соответственно увеличивается скорость, расход и потеря напора. Разница в процентах между полученными потерями напора и расчетными потерями напора составляет 2,5%, 19,0%, 32,0%, 27,0% и 30,0%, при этом различия не являются значительными и находятся в допустимом диапазоне. На потерю напора влияет несколько факторов: скорость потока, внутренний диаметр трубы, шероховатость стенки трубы, коррозия и отложения накипи, вязкость жидкости, фитинги, а также прямолинейность трубы.Существуют как человеческие ошибки, так и ошибки параллакса и влияние окружающей среды, но всегда есть счетчики ошибок, которые необходимо использовать для повышения точности результатов.

Введение

В основном, потери на трение относятся к потере энергии, которая возникает в потоке трубы из-за эффектов вязкости, создаваемых поверхностью трубы с внутренним диаметром 3 мм. Понятно, что потеря на трение — это большая потеря, а не незначительная потеря, включая потерю энергии из-за препятствий. Потеря напора происходила из-за смешивания жидкости, которое происходит в фитингах, таких как изгибы или клапаны, а также из-за сопротивления трения на стенке трубы.Кроме того, большая часть потерь напора будет из-за локального перемешивания возле арматуры.

2 страницы, 732 слова

Эссе о потере головы из-за трения

1. Определить потерю напора и коэффициент трения для ламинарного и турбулентного потока в гладкой трубе в диапазоне чисел Рейнольдса. 2. Получить следующие соотношения: a. Потеря напора как функция скорости потока. б. Коэффициент трения как функция числа Рейнольдса. Теория: сопротивление трению потоку жидкости по трубе приводит к потере энергии давления для a…

Рис. 1.0 Иллюстрация полностью развитого потока по трубе

На приведенном выше рисунке показано, как поток проходит по длине 0,52 м с трубкой с внутренним диаметром 3 мм, которую можно найти в нашем эксперименте. Эти фитинги, такие как клапаны или изгибы, расположены достаточно далеко, чтобы уменьшить любое возмущение от них, чтобы гарантировать, что распределение скорости по трубе не зависит от длины трубы. Этот поток известен как «полностью развитый». Потеря напора зависит от напряжения сдвига на стенке τ между жидкостью и поверхностью трубы.Кроме того, напряжение сдвига потока также зависит от

независимо от того, является ли поток турбулентным или ламинарным.

Тем не менее, число Рейнольдса обеспечивается

Re = =

, где Q показывает объемный расход, а символ — молекулярную вязкость. Это количество зависит от температуры, при этом чем выше потеря напора воды и ртути, тем выше изменение температуры. Число Рейнольдса определяет, является ли поток ламинарным или турбулентным.Для гладкой трубы Re <2100 показывает свойства ламинарного потока, а Re> 4000 означает свойства турбулентного потока. С другой стороны, переходные потоки относятся к диапазону 2100

Рисунок 1.1 Ламинарные и турбулентные потоки по трубе

На приведенных выше иллюстрациях показаны потоки с ламинарными и турбулентными свойствами вдоль гладкой трубы, в результате чего скорость увеличивается от нуля (минимальной) у стенки до максимального значения U в центре трубы. Следовательно, средняя скорость V, конечно, меньше U в обоих потоках.В ламинарном потоке профиль скорости параболический, и отношение U / V скорости центральной линии к средней скорости равно = 2

1 страница, 436 слов

Эссе о клапане АЭС с питательной водой

Катастрофа на Три-Майл-Айленде — исследование организационной коммуникации Авария на атомной электростанции 3-Майл-Айленд, блок 2 недалеко от Миддлтона, штат Пенсильвания, 28 марта 1979 года, была самой серьезной в истории эксплуатации коммерческих атомных электростанций в США. Несмотря на то, что это не привело к гибели или травмам рабочих завода или ближайшего окружения, оно действительно привело к радикальным изменениям…

Между тем, для турбулентного потока распределение скорости намного более плоское по большей части поперечного сечения трубы. Плоскостность профиля пропорциональна числу Рейнольдса, в результате чего отношение максимальной скорости к средней немного уменьшается.

График 1.0 Графики зависимости h от u и log h от log u

Графики, показанные выше, показывают, как скорость v вдоль трубы влияет на потерю напора h воды и ртути. Он неуклонно увеличивается, показывая наличие ламинарного потока, затем следуют случайные кривые, которые представляют переходный поток для обоих графиков.Кроме того, график зависимости h от u имеет кривое увеличение после того, как переходный поток показывает наличие турбулентного потока, в то время как устойчивый рост графика log h от log u.

Цели

Для определения взаимосвязи между потерей напора из-за жидкой фракции и

скорость потока воды через гладкую трубу. Подтверждение потери напора, предсказанной уравнением трения трубы, связанной с потоком воды через трубу с гладким проходом. Аппарат

1.Резервуар

2. Водяной манометр

3. Манометр ртутный

4. Регулирующий клапан

5. Плинтус

6. Впускной клапан

7. Термометр

Экспериментальные процедуры

A. Общий запуск

1. Вода заливается в отстойник гидравлического стенда примерно до 90%. 2. Подача воды подключается от гидравлического стенда к устройству измерения трения жидкости с помощью гибкого шланга.3. К выходу подсоединяют гибкий шланг и следят за тем, чтобы он направлен в мерную емкость. 4. Клапан управления выходным потоком на аппарате полностью открыт, и поток воды направляется через испытательную секцию путем переключения клапанов. 5. Стендовый регулирующий клапан V1 полностью закрывается, после чего включается насос. 6. V1 постепенно открывается, и трубопровод заполняется водой до тех пор, пока весь воздух не будет удален из системы.

B. Эксперимент 1: Трение жидкости в гладкоствольных трубах

1.Соответствующие клапаны открываются и закрываются для обеспечения потока воды через требуемую испытательную трубу. 2. Расходы измеряются с помощью объемного цилиндра в сочетании с регулятором расхода. 3. Потеря напора измеряется между отводами с помощью ртутного монометра или водяного манометра под давлением, в зависимости от ситуации. 4. Показания получены на испытательном участке.

3 страницы, 1253 слова

Эссе о том, как ксерофиты адаптируются к потере воды

Эссе по биологии: опишите приспособления, проявляемые ксерофитами для уменьшения потери воды. Ксерофиты — это растения, хорошо приспособленные к воде.Потеря воды — это то, что очень плохо для растений, если соотношение между потерянной и поглощенной водой слишком велико. Клетки могут потерять опухоль и даже подвергнуться плазмолизу, что приведет к увяданию растений и их гибели. Вода …

Результаты

A. Необработанные результаты

Объем, В

(м3)

Время, Т

(сек)

Потеря напора, H

(мм рт. Ст.)

Потеря напора, ч

(mh3O)

Температура, Т

(oC)

0.0002

167

21

0,04

31,0

0,0002

52

26

0,09

48,0

0,0002

40

30

0,14

52,0

0,0002

34

35

0,19

60,0

0,0002

29

38

0,25

61,0

Таблица 1.0 Полученные необработанные результаты

Диаметр трубы: Гладкая труба с внутренним диаметром 3 мм

Начальная температура: 27.0 oC

B. Расчетные результаты, основанные на необработанных результатах

Расход, кв.

(м3 / с) x10-6

Скорость,

u

(м / с)

Лог у ​​

Лог ч

Разница температур, ∆T

(oC)

1,20

0,17

0,77

1,40

4,0

3,85

0,54

0,27

1,05

21,0

5.00

0,71

0,15

0,85

25,0

5,88

0,83

0,08

0,71

33,0

6,90

0,98

0,01

0.60

34,0

Таблица 2.0 Результаты расчетов

C. Результаты расчетов с использованием формул и диаграммы Moody

№ Рейнольдса, Re

λ

Расчетная потеря напора, ч

(mh3O)

Разница в процентах,%

443

0.360

0,09

2,5

1407

0,184

0,47

19,0

1850

0,176

0,78

32,0

2163

0,120

0,73

27,0

2554

0,100

0,85

30,0

Таблица 3.0 Формулы и результаты на основе диаграммы Moody

D. График зависимости потери напора от скорости

График 2.0 График потери напора в зависимости от скорости

E. График log h от log u

График 2.1 График log h от log u

F. Расчеты

В этом разделе будет выполнен пример расчета; следовательно, первый набор необработанных результатов будет взят в этот раздел объемом 0,2 л. 1. Для определения расхода Q.

4 страницы, 1568 слов

Курсовая работа по управлению рисками для руководителей

Руководитель: Управление рисками Имя: Университет: Преподаватель: Дата: Операция на чужом месте в больнице Св.Медицинский центр больницы Джозефа Краткое содержание Контент Страница Аннотация3 Введение3 Частота хирургических вмешательств в неправильном месте 3 Последствия для пациента операции в неправильном месте 4 Последствия для больницы при проведении операции в неправильном месте4 Причины операции в неправильном месте5 Процесс исследования операции в неправильном месте5 …

Время, T = 167 сек

Объем, V = 0,2 л x

= 0,0002 м3

Расход, Q =

=

= 1,20 x 10-6 м3 / сек

2.Чтобы определить скорость, u.

Расход, Q = 1,20 x 10-6 м3 / с

Диаметр трубы = 3 мм x

= 0,003 м

Скорость =

=

= 0,17 м / с

3. Определить log u и log h.

Скорость, u = 0,17 м / с

Потери напора для воды, h = 0,04 м вод. Ст.

Лог u = Лог 0,17

= | -0,77 |

= 0,77

Лог h = Лог 0,04

= | -1,40 |

= 1.40

4. Для определения изменения температуры ∆T.

Начальная температура = 27oC

Полученная температура = 31 ° C

Изменение температуры, ∆T = полученная температура — начальная температура

= (31 — 27) oC

= 4 ° C

5. Для определения числа Рейнольдса Re.

Плотность, = 999 кг / м3

Скорость, u = 0,17 м / с

Молекулярная вязкость, = 1,15 x 10-3 нс / м2

Диаметр, d = 0.003-м

Число Рейнольдса, Re =

=

= 443

6. Определить расчетные потери напора воды, ч.

По угрюмой диаграмме,

Коэффициент трения трубы, f = 0,09 (см. Прилагаемую диаграмму Moody) Длина, L = 0,52 м

Плотность, g = 9,81-м / с2

Диаметр, d = 0,003 м

Скорость, u = 0,17 м / с

Напор воды, h =

=

= 0,09 м вод. Ст.

7.Определить процентную разницу полученных и расчетных значений потери напора воды. Полученный напор воды, h = 0,04-м

Расчетная потеря напора воды, h = 0,09-м

Разница в процентах, PD = x 100%

= х 100%

= 2,5% Обсуждение

Эксперимент касается потерь на трение вдоль трубы, а также определения того, является ли поток ламинарным, переходным или турбулентным, путем определения числа Рейнольдса, как показано в части результатов.Кроме того, необходимо также определить потерю напора с точки зрения высоты ртутного столба, мм рт. Ст. И высоты воды, mh3O, а также изменения температуры и других соответствующих наблюдений, необходимых для этого эксперимента.

На основании результатов, полученных из раздела результатов, объем остается постоянным на уровне 0,0002 м3 с пятью показаниями, как указано в таблице 1.0. Кроме того, мы можем заметить, что при увеличении потери напора воды с 0,04-мх3О до 0,25-мх3O требуется меньше времени с 167 до 29 секунд соответственно.Это показывает, что при увеличении потери напора воды время, необходимое для сбора 0,0002 м3, сокращается. В этом эксперименте потеря напора воды является переменной константой, при этом скорость потока воды является ответной переменной. Вдобавок к этому, несомненно, что увеличение высоты воды повлияет и на высоту ртути, но, исходя из полученных результатов, высота воды выше, чем высота ртути.

2 страницы, 506 слов

Эссе о долгосрочном финансировании бегущей головы

Текущий руководитель: Долгосрочное финансирование Долгосрочное финансирование (Имя авторов) (Название учреждения) Долгосрочное финансирование Долгосрочный финансовый дефицит капитала для коммерческих фондов обычно составляет периоды более одного года, в то время как для краткосрочного финансирования коммерческие фонды с дефицитом капитала предназначены на меньшие периоды.Для всех существующих корпораций и новых бизнес-структур, где крупные или малые предприятия есть несколько …

Диаметр гладкой трубы постоянен на протяжении всего эксперимента и составляет 3 мм (0,003 м), и эксперимент был начат с начальной температурой 27 ° C. Как было замечено, расход воды увеличивается по отношению к высоте воды с 1,20 x 10-6 м3 / с до 6,90 x 10-6 м3 / с, и это также влияет на скорость воды по гладкой трубе, первоначально увеличивающуюся с 0.От 17 м / с до 0,98 м / с. Ссылаясь на формулу P = hg, в которой плотность и гравитация, g оставались постоянными из-за использования той же жидкости, которая представляет собой воду. Следовательно, давление p пропорционально высоте h. Большая высота приводит к более высокому давлению, а поток воды от низкого к высокому давлению увеличивает скорость потока воды. В этом эксперименте мы контролировали высоту воды и определяли скорость потока воды по трубе, благодаря чему были получены более точные и удовлетворительные результаты.

Начальная температура воды из бака 27oC, а при полученном расходе 1.20 x 10-6 м3 / с, то температура составляет 31 ° C с шагом 4 ° C. Конечный расход составляет 6,90 x 10-6 м3 / с при температуре 61 ° C с шагом 34 ° C. Повышается температура из-за потери энергии, в результате чего изменение скорости вызывает изменение скорости передачи энергии. В основном, энергия, теряемая жидкостью, преобразуется в тепловую энергию за счет трения, потому что количество жидкости, входящей и выходящей, должно быть одинаковым и, следовательно, скорость по трубе должна быть одинаковой.Если скорость постоянна, то энергия скорости (напор) также должна быть одинаковой / постоянной. Следовательно, энергия давления — единственная оставшаяся энергия, кроме энергии скорости. Измеренное давление на входе в трубу будет выше измеренного давления на выходе из трубы. Кроме того, определяются значения Log u и Log h, при этом значения увеличиваются с -0,77 до -0,01 и от -1,40 до -0,60 соответственно.

Затем, переходя к вычисленному числу Рейнольдса и вычислению потери напора с помощью формул.На основании таблиц 2.0 и 3.0 в разделе результатов показано, что при увеличении скорости увеличивается число Рейнольдса, в результате чего скорость потока воды также играет важную роль. При скорости 0,17 м / с число Рейнольдса равно 443, а при скорости 0,98 м / с число Рейнольдса 2554. В таблице 3.0 существует два потока, которые являются ламинарными и переходными. Скорости 0,17 м / с, 0,54 м / с и 0,71 м / с имеют число Рейнольдса 443, 1407 и 1850 соответственно, которые попадают в ламинарный поток (Re <2100).

7 страниц, 3294 слова

Курсовая работа по стеклянной трубке Расход воды

Гипотеза. Это исследование начинается с изучения влияния длины стеклянной трубки на скорость потока воды из нее. Объем воды, вытекающей из трубки в секунду (скорость), определяется действующими силами. Сила давления проталкивает жидкость по трубе, преодолевая сопротивление вязкой силы. Поэтому я ожидал, что более длинная стеклянная трубка создаст больше силы…

С другой стороны, скорости 0,83 м / с и 0,98 м / с имеют число Рейнольдса 2163 и 2554 соответственно, что показывает, что они препятствуют переходным свойствам потока (2100

Расчетные потери напора воды равны 0.09-mh3O, 0,47-mh3O, 0,78-mh3O, 0,73-mh3O и 0,85-mh3O соответственно, и сравнения сделаны с полученными потерями напора воды, при этом процентные различия действительно составляют 2,5%, 19%, 32%, 27%. , и 30% соответственно. Примеры расчетов включены в Часть F под разделом результатов, чтобы облегчить читателям расчеты и понимание. Судя по полученной процентной разнице, разница невелика и все еще находится в приемлемом диапазоне. Расчетная потеря напора была бы идеальной, потому что были сделаны предположения вместо полученных значений потери напора, которые имеют влияющие факторы.

Есть несколько факторов, которые влияют на потерю напора: скорость потока, внутренний диаметр трубы, шероховатость стенки трубы, коррозия и отложения накипи, вязкость жидкости, фитинги, а также прямолинейность трубы. На основе графика 2.0 показано устойчивое увеличение ламинарного потока от скорости 0,17 м / с до 0,71 м / с, затем образуется слегка изогнутая линия, которая означает наличие переходного потока со скоростью от 0,83 м / с. до 0,98 м / с. На этом графике турбулентный поток не может быть показан, потому что максимальное число Рейнольдса в этом эксперименте составляет 2554, что соответствует переходной области потока.Следовательно, на графике есть только ламинарные и переходные потоки. Вдобавок к этому, ссылаясь на График 2.1, который представляет собой график Log h против Log u, при этом ламинарный поток имеет прямую и приподнятую линию, за которой следует кривая линия графика, которая показывает переходный поток. Таким образом, этот график запрещает те же свойства, что и график 2.0, в соответствии с которыми существует только ламинарный и переходный поток.

Ошибки существуют в каждом эксперименте, поэтому ошибки возникли и в этом эксперименте.Поэтому; полученные и рассчитанные результаты имеют процентную разницу. Во-первых, параллельные ошибки возникают, когда глаз наблюдателя не параллелен обозначенным показаниям и немного приподнят от обозначенной точки, следовательно, случаются отклонения. Во-вторых, высота воды mh3O не является точной, и полученные значения немного больше или меньше и доводятся до ближайшего значения. Поэтому возникают процентные ошибки. В-третьих, термометр нельзя в течение некоторого времени опускать в воду, вместо этого его следует вынимать на счет до пяти.И последнее, но не менее важное: устройство для измерения трения труб не оснащено аналоговыми датчиками или манометрами вместо ручных манометров.

Каждая ошибка имеет свое решение для улучшения результатов, полученных в эксперименте. Во-первых, чтобы предотвратить погрешность параллакса, глаза наблюдателя должны быть параллельны обозначенным показаниям на манометре для достижения 100% точности показаний. Во-вторых, мы должны записать фактическое значение на манометре вместо того, чтобы доводить до ближайшего значения. Это повысит точность и уменьшит расхождение результатов.В-третьих, термометр должен на некоторое время погрузиться в воду, чтобы достичь стабильного состояния теплопередачи и, следовательно, можно было бы получить более благоприятную температуру. И последнее, но не менее важное: установка аналоговых манометров или манометров на устройство для измерения трения труб облегчит наблюдателям, а также сможет определять значения с более высокой точностью и предотвращать ошибки.

Выводы

Цели были выполнены и подтверждены экспериментом, показанным выше. В этом эксперименте существуют ламинарный поток и переходный поток, при этом Re <2100 и 2100

Список литературы

1. нет данных (9 февраля 2013 г.).

STA-RITE, Pentair Water. Потери напора в трубопроводных системах. С http://www.sta-rite.com/ResidentialPage_techinfopage_headloss.aspx. 2. нет данных (4 августа 2013 г.).

Потери на трение в трубе. Получено 8 февраля 2013 г. с сайта http: //www.jfccivilengineer.ком / pipe_friction_loss.htm. 3. Википедия. (23 января 2013 г.).

Потери на трение. В Википедии, Свободной энциклопедии. Получено 7 февраля 2013 г. с сайта http://en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss. 4. н.д. (6 февраля 2013 г.).

Лаборатория №8 — Потери напора в трубе. В CE 319F. С http://www.ce.utexas.edu/prof/kinnas/319LAB/Lab/Lab%208-Head%20Losses%20in%20

.

,

Глава XI Расчет трубопроводов

43. Трубопровод гладкий

Мы
называется трубопровод равномерного диаметра без
ветвления. Жидкость течет по трубе, поскольку ее потенциал
энергия
выше в начальной точке, чем на терминале. Это падение, или
разница,
на потенциальном уровне энергии может быть произведена различными способами:
разница
на высоте, при перекачке или под давлением газа.

В
поток жидкости в трубопроводах авиационной техники
индуцированный
насосами. В некоторых жидкостных ракетных системах и устройствах
применяется подача газа под давлением. Поток жидкости между разными
высоты, т. е., из-за разницы высот, используется
только
в грунтовых условиях.

принципы расчета трубопроводов изложенные в этом разделе (как
а также в разделах 45 и 46) одинаково применимы ко всем трем
методы
подачи жидкости, т.е.е., они не зависят от способа
производя падение энергии. Характерные особенности перекачиваемых
поток обсуждаются в гл. 47.

Позволять
имеется простой трубопровод произвольной геометрии (рис. 112) общей
длина / и диаметр d
с
в нем ряд локальных особенностей.
предполагать
что на начальном участке 1-1
г.
напор з 4
и
давление * составляет p v
и
в конце участка 2-2
г.
соответствующие количества
z 2
и п. 2 . Спасибо
к однородности диаметра (за исключением местного
особенности) скорость v
это
равномерное по трубопроводу. Написание уравнения Бернулли между
секции Т-л
и
2-2,
при условии
а, = а 2
и исключая скоростные головки, получаем,

или

Мы
называется разницей напора в левой части
уравнение, необходимое для
головка H
рег ;
если
необходимая голова была дана заранее, мы будем называть ее
доступная головкаH nv .
As
очевидно из
уравнение, этот напор включает геометрическую высоту, до которой
жидкость поднимается по трубопроводу и сумма
все потери напора в трубе. Последние могут быть представлены в
Общее
форма как экспоненциальная функция разряда. Затем

где
значения коэффициента k
и
показатель степени м
варьировать
в зависимости
от режима течения.

Для
ламинарный поток, заменяя эквивалентные длины локальным
возмущения согласно уравнениям (6.5) и (8.19),

Для турбулентного потока
согласно (4.17) и (4.18) и выражая
скорость разряда,

Уравнение (11.1),
дополненный выражениями (11.2) и (11.3), равно
основная формула для расчета простых трубопроводов. Это также
трубопровод
характеристическое уравнение.

трубопровод
характеристика
есть
диаграмма, на которой изображен требуемый напор как функция
скорость разгрузки трубопровода.Чем больше
чем требуется разряд, тем выше требуемый напор. В ламе
при внутреннем течении характеристика трубопровода представляет собой прямую (или
почти прямо)
линия, в турбулентном потоке это парабола с показателем
два (при λ т
=
const) или около двух (если зависимость λ t
по
Re is
учтено). Значение Δ z
это
положительный, когда поток из
от более низкого до более высокого уровня и отрицательное, когда оно от более высокого
на более низкую высоту.

Трубопровод
Характеристики представлены на рис.113 для корпусов (а)
ламинарный
и (б)
турбулентный
течь. Наклон кривых зависит от коэффициента k,
увеличение
с увеличением длины трубопровода
и уменьшением диаметра, а также с небольшими потерями
увеличение в трубе. Кроме того, в ламинарном потоке наклон
кривая меняется
как вязкость жидкости.

пересечение кривой с осью абсцисс (точка A)
дает
слив для потока под действием силы тяжести, т.е.е.,
только из-за высоты
напор Аз. Требуемый напор в этом случае равен нулю, так как
давление на обоих концах трубопровода атмосферное (с учетом
свободно
поверхность в верхнем резервуаре как начало трубопровода)
(Инжир.
114). Если такой гравитационный трубопровод выходит в атмосферу,
скоростной напор должен быть добавлен к потерям напора в уравнении (11.1).

Разберем несколько примеров решений простых трубопроводов.

Проблема
1
.
Дано:
разряд
Q, свойства жидкости (y
и
v), размеры трубопровода,
материал и отделка поверхности (шероховатость).Для определения необходимого
давление H reg

Решение.
Первый
определить скорость потока v
из
скорость разряда и
диаметр трубы d;
из
v
d
и
v
определить Re и режим течения; оценивать
незначительные убытки (
или
ζ в ламинарном потоке и ζ в турбулентном потоке) соответствующими
формулы или экспериментально; определить
X
согласно
Ре и шероховатость;
наконец, решите
основное уравнение (11.1)
относительно H reg .

В
ламинарный поток нет необходимости вычислять
X и к
банка
быть определенным напрямую
из уравнения. (11.2).

Проблема
2.

Дано:
доступно
голова H av>
жидкость
свойства, размеры и шероховатость трубопроводов.
Для определения скорости разряда
Кв.

решения для ламинарных и турбулентных
расход отличаются заметно.Режим потока
поэтому следует предполагать в зависимости от
от типа (вязкости) жидкости. *

  1. Для
    ламинарный поток, заменив эквивалентную длину
    незначительный
    потери,
    решение простое: из уравнения. (11.1) и с учетом
    expros-
    Sion
    (11.2) определить расход Q, подставив H qv
    для
    H требуется .

  2. Для
    турбулентный поток проблема должна быть решена методом проб и ошибок
    или
    графически.

В
в первом случае имеем одно уравнение (11.1) с двумя неизвестными
Кол. Акций Q
и
X т .
Кому
решить задачу, присвоено значение K t
согласно
к грубости
трубы. Как X т
варьируется
в достаточно узких пределах (0,015-0,04) погрешность
будет не очень хорошо, тем более что при решении для Q
X
т
приходит
под
радикал.

Решение
уравнения (11.1),
с учетом (11.3) относительно Q
дает

скорость разряда в первом приближении. Полученное значение Q
это
используется для определения v
и
Re в первом приближении, а от Re — более близкое значение A *.
Это новое значение % *
это
подставляется в основное уравнение, которое снова решается
для Q.
г.
второе приближение разряда будет более или менее отличаться от
первое приближение.Если несоответствие велико, процедура
должно быть
повторяется, пока он не станет достаточно маленьким. Обычно два-три
приближения достаточно
для необходимой точности.

Для
графическое решение задачи, характеристика трубопровода
нарисованы,
с учетом изменчивости % т%
а именно,
присваивается ряд значений
к Q и ​​ v,
Re,
к т
и,
наконец, H req
соток
вычислено из уравнения.= / ir ai; , г.
соответствующий
абсцисса Q
банка
быть найденным.

Проблема
3.

Дано:
оценка
разряда Q,
доступно
голова H atn
жидкость
свойства и
все размеры трубопровода, кроме диаметра. Определить диаметр.

Сначала режим потока
присвоено в соответствии со свойствами жидкости (v). **

*
Режим потока можно определить путем сравнения H ср
с
его критическое значение
H CR
уравнения
(11.1) и (11.2) дают

**
Режим потока можно определить путем сравнения H ср
с
H cn
который,
для
заданный Q равен

Для
ламинарный поток решение прост. На основании (11.1), а
принимая во внимание
счет (11.2),

имеющий
найдено d 1
выбрать
ближайший больший коммерческий диаметр и, используя
по тому же уравнению, пересчитайте значение напора для данного Q, или
наоборот. найти
значение от d
по
Кривая. Наконец, выберите
ближайший больший коммерческий диаметр трубы и снова решите
H требуется .

,