Занятие №1 основные физические свойства жидкости общие сведения

Практическое занятие-4


ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ


Общие сведения
При движении реальной жидкости необходимо учитывать потери энергии на преодоление сопротивления движению жидкости. Различают два вида основных сопротивлений:
- сопротивления, проявляющиеся по длине потока, обусловленные силами трения частиц жидкости друг о друга и о стенки, ограничивающие поток. Им соответствуют потери напора на трение по длине потока h ;
- сопротивления, обусловленные препятствиями на отдельных огра­ниченных участках потока, где наблюдается изменение направления или величины скорости (расширение или сужение потока, поворот потока, на­личие задвижек, кранов, вентилей и т.д.). Им соответствуют потери напора на преодоление местных сопротивлений h_u.
Общие потери напора h_w складываются из суммы потерь напора на трение подлине и суммы м^тщ.К'цот^р^л^апора на рассматриваемом стке пути потока:
Потери напора на трение по длине в круглой трубе в общем случае определяются по формуле Дарси:
Коэффициент гидравлического трения X определяется в зависимо­сти от* режима движения жидкости и зоны (области) гидравлических со­противлений, в которой работает трубопровод.
Для ламинарного режима*
При турбулентном режиме различают три зоны (области) гидравли­ческих сопротивлений.











При 4000 < Re^ <10— (зона гидравлически гладких труб, д~ абсо- А
лютная шероховатость стенок трубопровода)
При 10—rf <1 500— (переходная зона от гидравлически гладких А ■&
труб к гидравлически шероховатым)
При Re^ > 500— (зона гидравлически шероховатых труб, или квад- д
ратичная зона сопротивлений
Существуют также и другие зависимости [7-9]. Для расчета сопро­тивлений при движении нефти по трубам используются зависимости, при­веденные в [10]. Коэффициент гидравлического трения X можно опреде­лить по графику прил. 6.
Потери напора для квадратичной зоны сопротивлений можно опре­делить через удельное сопротивление трубопровода или расходную харак­теристику по формуле
где S_Q - удельное сопротивление трубопровода,
К - расходная характеристика.
S_0kb, К_т - удельное сопротивление и расходная характеристика для квадра­тичной зоны сопротивления; k_n - поправочный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости:
В квадратичной области сопротивления (при скоростях v > 1,2 м/с) значения S_Qm для бывших в эксплуатации стальных труб приведены в прил. 7 [11,12].
Значения абсолютной шероховатости трубопроводов приведены в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Значения абсолютной шероховатости д

Материал и вид трубопровода 1	Состояние трубопровода	Д, мм
Тянутые трубопровода из стекла и цветных, металлов	Новые, технически гладкие	0,001...0,01
1 Бесшовные стальные	Новые 1	0,02...0,05 \
\ трубопровода	После нескольких лет эксплуатации	0,15.„О,30 1
Стальные сварные трубопровода	Новые	0,03...0,10
	С незначительной коррозией после очистки	0,1. ..0,2
	После нескольких лет эксплуатации	0,8... 1,5
Чугунные трубопровода	Новые	0,2...0,5
	После нескольких лет эксплуатации	0,5... 1,5
[ Асбестоцементные	[ Новые	0,05...0,10
трубопровода	! Бывшие в эксплуатации	0,60
Бетонные трубопровода	При хорошей поверхности с затиркой	1 0,3...0,8
	При среднем качестве работ	, 25...
	С грубой (шероховатой) поверхно-	3,0...9,0
	Стью
| Рукава и шланги	т . I	0,03
\ резиновые	\ -	1 . '

где v - средняя по живому сечению скорость (обычно в сечении трубопровода за-местным сопротивлением).
Значения коэффициентов местных сопротивлений зависят от вида местного сопротивления и в некоторых случаях от числа Рейнольдса. В большинстве случаев определяются экспериментально и лишь для некото­рых видов сопротивлений их можно определить теоретически. Значения коэффициентов местных сопротивлений в квадратичной зоне гидравличе­ских сопротивлений приведены в [7] и другой справочной и учебной ли­тературе.
Потери напора в местных сопротивлениях определяются по формуле Вейсбаха