Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Топ:
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Дисциплины:
2017-05-13 | 2441 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Потери напора по длине для труб постоянного диаметра определяются по формуле Дарси-Вейсбаха
(1)
где l — коэффициент гидравлического сопротивления (гидравлического трения); l — длина трубы; d — ее внутренний диаметр; u — средняя скорость потока.
Входящий в нее коэффициент гидравлического сопротивления и является функцией числа Рейнольдса Rе и относительной шероховатости
где —кинематическая вязкость, перекачиваемой нефти, Q — объемный расход, е — абсолютная шероховатость стенок трубопровода.
При ламинарном течении, а также и при турбулентном в зоне сравнительно небольших Rе, выступы шероховатости плавно обтекаются потоком жидкости, шероховатость не влияет на потерю напора и коэффициент гидравлического сопротивления зависит только от числа Рейнольдса. С увеличением Rе коэффициент уменьшается.
Область, в которой называется областью гладкого трения.
Увеличение числа Рейнольдса приводит к тому, что от бугорков шероховатости начинают отрываться вихри. Это явление наступает тем раньше, чем больше шероховатость. Теперь сопротивление течению жидкости зависит не только от числа Рейнольдса, но и от шероховатости.
Область, в которой называется областью смешанного трения. Здесь с увеличением Rе его влияние на постепенно уменьшается, а влияние — возрастает (увеличивается интенсивность вихреобразования у выступов шероховатости).
При больших числа Рейнольдса коэффициент , перестает зависеть от Rе.
Область, в которой , называется областью совершенно шероховатого трения или областью квадратичного режима движения, так как здесь — постоянная величина и потеря напора прямо пропорциональна квадрату скорости.
|
При ламинарном течении (Rе < 2000) коэффициент гидравлического сопротивления находят то формуле Стокса:
Ламинарный режим бывает при перекачке вязких нефтей. Для вычисления при турбулентном режиме (Rе > 3000) в зоне гладкого трения служит эмпирическая формула Блазиуса:
Обычно этой формулой пользуются при расчете нефтепроводов для нефти средней вязкости.
В зоне квадратичного закона трения коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Никурадзе:
Альтшуль рекомендует пользоваться формулой Шифринсона:
где К — эквивалентная шероховатость, характеризующая суммарное влияние состояния внутренней поверхности стенки трубопровода на гидравлическое сопротивление.
В формуле Никурадзе и во всех остальных приведенных ниже формулах величину также следует определять по эквивалентной шероховатости
Квадратичного режима в нефтепроводах не бывает. Лишь приближенно иногда считают, что при квадратичном режиме могут перекачиваться светлые нефтепродукты. Квадратичный закон трения может быть в магистральных газопроводах.
Для определения коэффициента гидравлического сопротивления в зоне смешанного трения применяются «универсальные» формулы. Их структура такова, что при малых числах Рейнольдса они обращаются в формулы ,а при больших — переходят в формулы . Впервые такого типа формула была предложена Кольбруком и Уайтом:
.
Если, здесь пренебречь стоящим в скобках вторым членом, то останется формула Никурадзе для квадратичного закона трения.
Если же пренебречь первым членом получим формулу Прандтля для режима гладкого трения:
.
Результаты вычислений по формуле Кольбрука и Уайта хорошо совпадают с опытными данными, полученными на технических трубопроводах. Но эта формула имеет существенный недостаток: при вычислении необходимо прибегать к методу последовательных приближений.
От этого недостатка свободны аналогичные формулы (дающие практически такие же результаты), предложенные Френкелем
|
,
Исаевым
Особой простотой отличается формула Альтшуля
.
При она практически совпадает с формулой Блазиуса, а при — с формулой Шифринсона; можно считать границей между областями гладкого и смешанного трения, — границей между областями смешанного и совершенно шероховатого трения.
Обобщенная формула Лейбензона
Формулы Стокса, Блазиуса и Никурадзе (а также и Шифринсона) имеют следующий общий вид:
, (2)
где А и т — постоянные величины, т называется показателем режима движения жидкости.
Подставив (6) в уравнение Дарси-Вейсбаха (5) и учитывая , получим обобщенную формулу Лейбензона:
,
где
.
Формула Лейбензона широко применяется в тех случаях, когда зависимость от Q должна быть выражена в явном виде. Величины т, А и имеют следующие значения:
т | А | , сек2/м: | |
Ламинарный режим | |||
Турбулентный режим в зоне Блазиуса | 0,25 | 0,3164 | |
Область квадратичного закона трения |
На графике зависимость (2) для указанных в таблице режимов течения выглядит в виде прямых линий, тангенс угла наклона которых к оси lgRe равен т. В области смешанного трения, где зависит не только от Rе, но и от относительной шероховатости , линия оказывается плавной кривой. Показатель режима течения т в этой области — переменная величина.
Последнее обстоятельство исключает возможность использования формулы Лейбензона в области смешанного трения. Это большой недостаток, так как область смешанного трения охватывает широкий интервал чисел Рейнольдса, при которых обычно ведутся перекачки маловязких нефтей и светлых нефтепродуктов. Однако ценой некоторой потери в точности расчетов этот недостаток может быть устранен.
Отметим на графике (рис. 1) цифрой 1 точку на прямой Блазиуcа, где , и цифрой 2 точку на прямой Шифринсона, где (границы области смешанного трения). Подставив Re1 в формулу Блазиуеа, а Re2 в формулу Шифринсона, найдем и — ординаты точек 1 и 2.
Теперь проведем через точки 1-й 2 прямую. Ее уравнение приводится к виду
.
Приняв
,
получим
. (3)
Очевидно, замена кривой прямой 1—2 равносильна замене формулы Альтшуля формулой (7). Это дает возможность распространить формулу Лейбензона и на область смешанного трения. Для этой области в соответствии с (3) т =0,123. Коэффициент будет зависеть от (так как от зависит А). Но это не вызовет существенных неудобств при практических расчетах: величину при заданном значении можно найти в таблице, полученной на основании приведенных выше формул.
|
Рис. 1. Замена Кривой прямой линией
|
|
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!