|
V
(в м8/с)г
V = wf.
,
(1.17)
М ассовый расход жидкости или газа
М
(в кг/с)!
М = Кр = су/р.
(1.18)
Здесь
f
— площадь поперечного сечения потока, м?;
w
— средняя скорость
потока, м/с; р — плотность жидкости или газа, кг/м8.
Д л я трубопровода круглого сечения уравнение (1.17) при
нимает вид:
V
= 0.785Л»,
где
d
—
внутренний диаметр трубы, м.
*
Это соотношение экспериментально было найдено А» Портером.
Поток
W,
м/с’
Газы при естественной тяге
2 - 4
Газы при атмосферном или близком к нему давлении & вентиляцион
5 - 2 0
ных газоходах и трубопроводах
Жидкости при движении самотеком
0 ,1 -0 ,5
Жидкости в напорных трубопроводах
0,5—2,5
Водяной пар при абсолютном давлении
>4,9* 10® Па (0,5 кгс/см2)
(1,96-т-4,9)-10* Па (0,2—0,5 кгс/см2)
1 5 -4 0
40—60
При заданном расходе
V
и принятой скорости
w
диаметр трубо
провода определяется по уравнению:
й ~ У ъ ш г -
'
<1Л9>
По этому уравнению построена номограмма (рис. IV).
Ориентировочные значения скоростей, принимаемых при рас
четах внутризаводских трубопроводов, приведены в табл. 1.1.
Уравнение неразрывности (сплошности) для несжимаемой жид
кости, протекающей по трубопроводу переменного сечения:
V = w1f 1 = wzf;t = vs3fa =
(1.20)
11. Основные критерии гидродинамического подобия потоков,
протекающих по трубам и каналам.
К р и т е р и й Р е й н о л ь д с а , характеризующий гидро
динамический режим и являющийся мерой отношения сил инерции
и внутреннего трения в потоке:
Re =
wdp/\i — wd/v,
(1-21)
„ где
w
— средняя скорость потока, м/с;
d
— диаметр трубопровода, м; р — плот
ность жидкости, кг/м3; ц —динамический коэффициент вязкости, Па* с; v —
кинематический коэффициент вязкости, м2/с. '
Для потоков, проходящих по прямым трубам, характерны
следующие значения критерия Рейнольдса:
Ламинарное течение
Re <3 2300
Переходная область
2300<3 Re<5 10000
Развитое турбулентное течение
Re> 10 000
Для потоков, проходящих по изогнутым трубам (змеевикам),
критическое значение ReKp выше, чем в прямых трубах, и зависит
от отношения
dfD
, где
й
— внутренний диаметр трубы змеевика,
D
— диаметр витков змеевика. Эта зависимость представлена
на рис. 1.1.
Для потоков некруглого поперечного сечения в выражение
для Re подставляется эквивалентный диаметр, равный учетверен
ному гидравлическому радиусу.
8000
Р и с . 1 .1 , З а в и с и м о с т ь &е ц р
3
зм ее *
в н к а х о т о т н о ш е н и я
d I D .
Гидравлический ради
ус
гг
представляет собой
отношение площади
по
перечного сечения потока
I
к омываемому потоком
0,02 о,оз т № т т
^смоченному) периметру П:
d id
гг
= //П .
(1.22)
Д л я трубы кр у гл о го сечения, сплошь заполненной жидкостью:
* ~ е т - 4 "
<1 Л >
Следовательно, д л я потоков некруглого сечения вместо диа
метра мож но применять эквивалентный диаметр:
da <= 4гр
= 4//П.
(1.24)
К р и т е р и й Ф р у д а , являю щ ийся мерой отношения сил
инерции и тяж ести в потоке:
F
t
=
0.25)
где
g
— ускорение свободного падения, м/с?.
К р и т е р и й Э й л е р а , являю щ ийся мерой отношения сил
д авлен и я и инерции в потоке:
Ей =
Ар
(1.26)
где
А р
— разность давлений (потеря давления, затраченного на преодоление
гидравлического сопротивления), Па.
12.
У равнение Б ерн улли д л я невязкой (идеальной) несжима
емой жидкости:
Zi +
-t
w
f
Pi
Pg
’F 2
g
Д л я вязкой (реальной) несжимаемой жидкости:
— . _L
Р*
_!_
Pt
Wi
h - 7 J- Р* J - W'*
0«27)
(1.27а)
Pg
2g
Здесь г — геомгтрический (высотный) напор, м;
pj(pg)
— пьезометрический
(статический) напор, м; юг/(
2
g)
— скоростной (динамический) напор, и; йц —
напор, потерянный на преодоление сопротивлений, м.
13. Зависимость между средней скоростью
w
и максимальной
(осевой) скоростью шма|10 в трубопроводе:
а) при 'лам инарном режиме
w
— 0,5доМ{Шс‘>
б) при турбулентном режиме отношение ьу/шмаад зависит от
величины критерия R e = шШ10ф / |х (рис. 1.2).
Приближенно лри турбулентном режиме
w
= (0,8—0,9) йУыано*.
При больших значениях Re отношение
&Iwm m
может быть и выше 0,9,
Р и с . 1 .2 . З а в и с и м о с т ь о тн о ш ен и я
о с к р и т ер и я R e.
*
л
14. Скорость истечения жид-
^ о,7
кости
w
(в м/с) из малого от- >
верстия в дне или в стенке со-
0}В
суда при
постоянном уровне
жидкости в сосуде;
ю
4
w = q> У 2gH,
(1.28)
где ср — коэффициент скорости, безразмерный;
g -r -
ускорение свободного па
дения, м/с2;
И
— высота уровня жидкости над центром отверстия, м.
Если давление на поверхности жидкости в сосуде (р0, Па)
и давление в пространстве, куд а вытекает струя
(р,
П а), неодина
ковы, то в формулу (1.28) ^вместо Я надо подставить величину
# ' = Я +
р0~ р
, где р — плотность вытекающей ж идкости,
кг/м3.
Объемный расход жидкости
V
(в м
3
/с), вытекающей через
отверстие площадью
/ 0
(в м2), при постоянном уровне жидкости
в сосуде и при
р 0 — р
составляет:
Do'stlaringiz bilan baham: |
