|
L
-1
MT
-2
Скорость потока
W
LT
-1
Плотность
ML
-3
Коэффициент динамической вязкости
ML
-1
T
-1
Эквивалентный диаметр абсорбера из
металлической проволочной путанки
D
L
Толщина абсорбера из металлической
проволочной путанки
L
Диаметр металлической проволоки в
путанке
d
L
Подставим в зависимость (1) вместо символов переменных их
размерности:
.
,
,
,
)
(
,
)
(
,
)
(
)
(
1
1
3
1
2
1
f
e
d
c
b
a
L
L
L
T
ML
ML
LT
MT
L
(2)
Чтобы
данное
уравнение
было
однородным
относительно
размерностей, должны выполняться следующие соотношения между
показателями степени:
для
.
2
:
3
1
:
1
:
c
a
T
f
d
c
b
a
L
c
b
M
(3)
Упростим соотношения (3) и выразим их через a, b, d:
441
f
e
c
d
c
b
c
a
1
2
(4)
С учетом соотношений (4) зависимость (1) примет вид:
).
,
,
,
,
,
(
'
1
2
f
e
f
е
с
экв
c
c
c
n
d
D
W
P
(5)
Объединив члены с одинаковыми показателями степени, получим
зависимость из четырёх безразмерных комплексов:
f
экв
e
экв
c
экв
n
D
d
D
WD
W
P
;
;
2
(6)
Безразмерные комплексы зависимости (6) представляют собой
общеизвестные критерии Эйлера (
Eu
) и Рейнольдса (Re). С учетом этого
зависимость (6) можно представить в виде критериального уравнения:
.
,
,
Re
f
экв
e
экв
c
D
d
D
Eu
(7)
Полученное уравнение соответствует "
-теореме", так как число
безразмерных комплексов равно числу переменных, существенных для
процесса, за вычетом первичных величин, т.е. 4 = 7 - 3.
Для рассматриваемой нами задачи наибольший практический интерес
представляет зависимость коэффициента сопротивления от числа Re и
геометрических размеров абсорбера из МПП. Учитывая, что
Eu
2
,
уравнение (7) может быть переписано в виде
.
,
,
Re
1
f
экв
e
экв
c
D
d
D
(8)
Критериальное уравнение (8) может служить первоосновой для
получения эмпирических зависимостей для расчета
.
Список литературы:
1.
Рашидов Ю.К., Орзиматов Ж.Т., Исмоилов М.М. Воздушные
солнечные коллекторы: перспективы применения в условиях Узбекистана//
Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность – 2019:
сборник статей по материалам международной научно-практической
конференции. – Севастополь: СевГУ, 2019. – с.1388-1390.
2.
Даффи Дж., Бекман У. Основы солнечной теплоэнергетики. –
Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2013. – 888 с.
3. Шенк Х. Теория инженерного эксперимента. – М.: Мир, 1972.- 381 с.
РАСЧЁТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА В САМОДРЕНИРУЕМЫХ
ГЕЛИОУСТАНОВКАХ
проф.Ю.К. Рашидов (ТАСИ), докт.PhD.З.Х.Файзиев(СамГАСИ)
Работа самодренируемых гелиоустановок (СДГ), предназначенных для
обеспечения защиты солнечных коллекторов (СК) от замерзания
442
теплоносителя зимой или его вскипания летом, связана с ежедневным
заполнением и дренированием СК при пуске и остановке циркуляционных
насосов (ЦН) [1]. Каждое такое заполнением и дренированием СК может
сопровождаться гидравлическими ударами (ГУ) в трубопроводной сети [2],
вследствие резкого изменения скорости движения теплоносителя. Поэтому
разработка методики расчёта ГУ в СДГ представляет собой определённый
научный и практический интерес.
ГУ называется внезапное повышение или снижение давление жидкости
внутри трубопровода, вызванное любым резким изменением скорости её
течения. ГУ возникают при пуске и остановке ЦН при открытой задвижке на
напорной линии, а также при быстром открытии или закрытии
регулирующих органов на водоводах и от других причин.
Согласно теории Н.Е. Жуковского, величина ГУ
связана с
изменением скорости движения воды , в напорном трубопроводе
следующей зависимостью [3]:
,
(1)
где – положительное или отрицательное приращение (во времени)
скорости движения жидкости, м/с; с – скорость распространения упругой
деформации жидкости, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с
2
.
Рассмотрим уравнение (1) применительно к СДГ в режимах пуска и
остановки ЦН.
Во время пуска циркуляционного насоса СДГ начальное движения
жидкости отсутствует и увеличении скорости происходит от нуля
до
, т.е. приращение скорости =
(
скорость заполнения СДГ водой
принята равной скорости её дренирования
). Поэтому получается
отрицательное значение
, обусловливающее возникновение волны
понижения давления
,
(2)
а полный напор во время пуска циркуляционного насоса СДГ,
возникающий в трубопроводе при гидравлическом ударе будет равен
(3)
При остановке ЦН установившееся движение жидкости в СДГ
осуществляется со скоростью
, которое затем уменьшается до нуля, т.е.
приращение скорости = –
. Поэтому получается положительное
значение
, обусловливающее возникновение волны повышенного
давления
(4)
а полный напор во время остановки циркуляционного насоса СДГ,
возникающий в трубопроводе при гидравлическом ударе будет равен
,
(5)
где
– напор в СДГ при установившемся течении воды, м.
443
Для случая круглого трубопровода скорость с распространения упругой
деформации жидкости равна [3, 4]:
√
√
,
(6)
где
- скорость распространения звука в покоящейся
воде;
– модуль объёмной упругости жидкости, Па;
– модуль упругости
материала стенок трубопровода, Па; δ – толщина стенок трубопровода, м.
Зависимость между скоростью ударной волны с, её длиной L и
временем распространения
выражается следующей формулой [3, 4]:
⁄ .
(7)
В зависимости от времени распространения ударной волны
и
временем T
3
продолжительности разгона (или торможения) циркуляционного
насоса СДГ при его пуске (или остановке), в результате которого возник ГУ,
можно выделить два вида ударов:
для полного гидравлического удара
√
;
(8)
для неполного гидравлического удара
√
.
(9)
По полученным формулам выполнены расчёты ГУ при высоте СДГ
Н=5÷25 м [1], при этом максимальная скорость движения теплоносителя во
время дренирования составила
= 9,9÷22,2 м/с, т.е. более, чем в 10÷15 раз
превышала допустимую скорость движения воды в системах теплоснабжения
v
доп
= 1÷1,5 м/с [1]. Таким образом, имеется реальная опасность
возникновения ГУ при быстром снижении максимальной скорости движения
теплоносителя при дренировании с
= 9,9÷22,2 м/с до нуля.
Do'stlaringiz bilan baham: |
