
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
![]() |
![]() |
5.00
из
|
Заказать работу |
Содержание книги
Поиск на нашем сайте
|
|
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 | ![]() | |
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
|
|
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
© cyberpedia.su 2017-2025 - 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!