Головна

Звуження трубопрово. ВХІД В ТРУБОПРОВОД

  1. БЕЗПЕЧНА ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТРУБОПРОВОДОВ
  2. Величини тиску і тривалість випробування трубопроводів на міцність і перевірки їх на герметичність
  3. Види втрат нафти на трубопровідному транспорті. Основні способи їх зменшення
  4. Види з'єднань трубопроводів
  5. Вимоги до пожежно- Зрошувальна трубопроводів в гірнічіх виробках.
  6. Втрати лещата В МІСЦЕВІХ опори трубопроводів
  7. Вибір оптимальної траси трубопроводу

На рис. 4-32 показані різні випадки звуження трубопроводу. Якщо припустити, що перетин «першої» труби дуже велике, то замість звуження трубопроводу на рис. 4-32 отримуємо схеми входу потоку з басейну великих розмірів в трубу.

Мал. 4-32. Графік для визначення коефіцієнта ?у, Що входить в формулу (4-140)

Мал. 4-33. Найбільш різке звуження трубопроводу

На рис. 4-33 представлений особливий випадок звуження, який може бути названий найбільш різким звуженням. якщо розмір а (Див. Креслення) задовольняє умові а> 0,5D2, то цей випадок на відміну від інших може бути вирішене (з деяким все ж наближенням) теоретично приблизно так само, як різке розширення труби (див. § 4-15).

Розглянемо випадок найбільш різкого звуження. Умови протікання рідини тут характеризуються наступним (рис. 4-33):

1) частки рідини М, рухомі уздовж стінки ab, повинні в точках b різко змінити напрямок свого руху на протилежне. При цьому завдяки силам інерції частинок струмінь відірветься від стінки і ми отримаємо кільцеву коловоротна область А.

2) в межах коловоротна області А можна розрізняти дві ділянки транзитної струменя: звужується, розташований перед «стисненим перетином» С- С, і розширюється, розташований за стисненим перетином З - С.

Як показують досліди, втрата напору на звужується частини струменя (до перетину С - С) для турбулентного потоку відносно мала в зв'язку з тим, що пульсація швидкостей протягом звужуються потоків завжди знижується; крім того, і довжина звужується частини струменя невелика - дорівнює приблизно 0,5 D2.

В основному місцева втрата напору зосереджується в межах розширюється частини струменя (між перетинами С - С і 2 '- 2').

Маючи на увазі такий стан, втрату напору для найбільш різкого звуження трубопроводу (рис. 4-33) можемо знайти за формулою Борда, підставивши в (4-129) замість швидкості v1 швидкість vc в стиснутому перерізі С - С:

 (4-141)

де ?с - площа живого перетину транзитної струменя в стиснутому перерізі
З - З:

 (4-142)

тут  називається коефіцієнт стиснення струменя

 (4-143)

Використовуючи зазначені залежності, отримуємо величину втрат напору для найбільш різкого звуження (н. Р. С.)

 (4-144)

або

 (4-145)

де коефіцієнт опору найбільш різкого звуження потоку

 (4-146)

Як видно, зі зменшенням е, т. е зі збільшенням стиснення струменя в перерізі С-С, коефіцієнт опору повинен збільшуватися і, отже, повинні збільшуватися втрати напору. Якщо знехтувати втратами напору до стисненого перерізу С - С, як ми робили вище, то слід вважати, що отримані формули (4-145) і (4-146) відносяться, власне, до будь-якої схеми, зображеної на рис. 4-32. Різниця між цими схемами полягатиме тільки в різних чисельних значеннях коефіцієнта ?, що входить в формулу (4-146).

Домовимося позначати далі коефіцієнт стиснення для «найбільш різкого 1 стиснення» (рис. 4-33) через  . Величина цього коефіцієнта, згідно І. Е. Ідельчик, виявляється [43]

 (4-147)

Підставляючи (4-147) в (4-148), отримуємо

 (4-146)

Розглянуте найбільш різке звуження, що характеризується співвідношеннями (4-147) і (4-148), є найбільш несприятливим: для нього маємо найбільшу місцеву втрату. Решта випадків характеризуються меншим стисненням струменя в перерізі С - С, а отже, і меншими втратами напору

У загальному випадку (рис. 4-32) місцеву втрату напору hc для звужується трубопроводу визначають за формулою:

 (4-149)

Мал. 4-34. Графік для визначення «коефіцієнта ? пом'якшення звуження», представленого на рис. 4-32, б

Мал. 4-35. Графік для визначення «коефіцієнта ? пом'якшення звуження», представленого на рис. 4-32, в

де коефіцієнт опору звуження ? с трубопроводу вважають рівним:

 , (4-150)

причому тут ? називають коефіцієнтом пом'якшення звуження.

Величину ?можно визначити, користуючись наступними емпіричними даними.

1. Випадок різкого звуження (Р. З) трубопроводу (рис. 4-32, a)

,

а отже, коефіцієнт опору, що входить в формулу (4-149) і позначається тут через ? р. с., виявляється

 . (4-151)

2. Випадок поступового звуження трубопроводу (рис. 4-32,б). Тут величина ? залежить від кута ? і відносини a / D2 (Див. Креслення) за графіком на рис. 4-34. Як видно з цього графіка, мінімальна втрата напору на вхід виходить при ? = 40 ? 60 °.

3. Випадок плавного звуження трубопроводу (рис. 4-32,в). Тут величину ?

знаходимо в залежності від r / D2 (де r - Радіус заокруглення бічних стінок входу) за графіком на рис. 4-35. Коефіцієнт ? досягає мінімуму (? = 0,03) при r / D2 = 0,2 і далі залишається постійним.

Експериментальні графіки на рис. 4-34 і 4-35, запозичені з [4-5], даються тут для випадку круглоціліндріческіх труб. Однак цими графіками можна користуватися і при розрахунку прямокутних труб; але тоді при визначенні за графіками коефіцієнта ?, що входить в формулу (4-150), під величиною D2 слід розуміти гідравлічний діаметр відповідного водоводу (Dr)2 [См. залежність (4-83)].

Розглянемо на закінчення випадок входу в трубопровід з вельми великого басейну. Для цього випадку, вважаючи у формулі (4-150) площа ? = ?, отримуємо

 . (4-152)

де  , - Можемо знайти, як зазначено вище.

знаючи вх, Втрату напору на вхід hвх визначаємо за формулою (4-149), замінивши в ній позначення hc и с позначеннями hвх и вх. Підкреслимо, що величина вх для випадку входу в трубопровід, конструктивно оформленого відповідно до рис. 4-32, а (т. Е. Для випадку «різке звуження») виходить рівної [при ?1 = ?; см. формулу (4-151)]

 (4-153)

 



ЗАГАЛЬНИЙ ХАРАКТЕР МІСЦЕВИХ ВТРАТ НАПОРУ | ІНШІ ВИПАДКИ МІСЦЕВИХ ВТРАТ НАПОРУ. ЗАГАЛЬНА ФОРМУЛА Вейсбаха

ВЕЛИЧИНА дотичні напруження Грень ПРИ ламінарний рух РІДИНИ | РУХ РІДИНИ | Усталений рух РІДИНИ | Основні поняття, ПОВ'ЯЗАНІ З ВИВЧЕННЯМ турбулентний потік | Турбулентність дотичні напруження в осереднення ПОТОЦІ | Прикордонний СЛОЙ | В. ПОТЕРЯ НАПОРУ ПО ДОВЖИНІ при турбулентному встановити рівномірний рух РІДИНИ | ПРАКТИЧНІ СПОСОБИ ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ГІДРАВЛІЧНОГО ТЕРТЯ X ДЛЯ напірні труби (КРУГЛИХ І ДЕЯКИХ ПРЯМОКУТНИХ). Приклади РОЗРАХУНКУ | ДЛЯ Квадратичне ОБЛАСТІ ОПОРУ. ФОРМУЛА Шезі. МОДУЛЬ ВИТРАТИ І МОДУЛЬ ШВИДКОСТІ | ФУНКЦІЯ диссипацией МЕХАНІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати