г. Нижний Новгород, ул. Зайцева, д. 31

413-19-81
413-66-50

[email protected]

Давление формула в трубе


Онлайн расчет потерь напора по длине

Данная автоматизированная система позволяет произвести расчет потерь напора по длине online. Расчет производится для трубопровода, круглого сечения, одинакового по всей длине диаметра, с постоянным расходом по всей длине (утечки или подпитки отсутствуют). Расчет производится для указанных жидкостей при температуре 20 град. С. Если вы хотите рассчитать потери напора при другой температуре, или для жидкости отсутствующей в списке, перейдите по указанной выше ссылке - Я задам кинематическую вязкость и эквивалентную шероховатость самостоятельно.

Для получения результата необходимо правильно заполнить форму и нажать кнопку рассчитать. В ходе расчета значения всех величин переводятся в систему СИ. При необходимости полученную величину потерь напора можно перевести в потери давления.

Порядок расчета потерь напора

    Вычисляются значения:
  • средней скорости потока
  • где Q - расход жидкости через трубопровод, A - площадь живого сечения, A=πd2/4, d - внутренний диаметр трубы, м
  • числа Рейнольдса - Re
  • где V - средняя скорость течения жидкости, м/с, d - диаметр живого сечения, м, ν - кинематический коэффициент вязкости, кв.м/с, Rг - гидравлический радиус, для круглой трубы Rг=d/4, d - внутренний диаметр трубы, м

Определяется режим течения жидкости и выбирается формула для определения коэффициента гидравлического трения.

  • Для ламинарного течения Re

    www.hydro-pnevmo.ru

    Расход воды через трубу при нужном давлении

    Основная задача расчёта объёма потребления воды в трубе по её сечению (диаметру) – это подобрать трубы так, чтобы водорасход не был слишком большой, а напор оставался хороший. При этом необходимо учесть:

    • диаметры (ДУ внутреннего сечения),
    • потери напора на рассчитываемом участке,
    • скорость гидропотока,
    • максимальное давление,
    • влияние поворотов и затворов в системе,
    • материал (характеристики стенок трубопровода) и длину и т.д..

    Подбор диаметра трубы по расходу воды с помощью таблицы считается более простым, но менее точным способом, чем измерение и расчёт по давлению, скорости воды и прочим параметрам в трубопроводе, сделанный по месту.

    Табличные стандартные данные и средние показатели по основным параметрам

    Для определения расчётного максимального расхода воды через трубу приводится таблица для 9 самых распространённых диаметров при различных показателях давления.

    Среднее значение давления в большинстве стояках находится в интервале 1,5-2,5 атмосфер. Существующая зависимость от количества этажей (особенно заметная в высотных домах) регулируется путём разделения системы водообеспечения на несколько сегментов. Водонагнетение с помощью насосов влияет и на изменение скорости гидропотока. Кроме того, при обращении к таблицам в расчёте водопотребления учитывают не только число кранов, но и количество водонагревателей, ванн и др. источников.

    Изменение характеристик проходимости крана с помощью регуляторов водорасхода, экономителей, аналогичных WaterSave (http://water-save.com/), в таблицах не фиксируются и при расчёте расхода воды на (по) трубе, как правило, не учитываются.

    Способы вычисления зависимостей водорасхода и диаметра трубопровода

    С помощью нижеприведённых формул можно как рассчитать расход воды в трубе, так и, определить зависимость диаметра трубы от расхода воды.

    В данной формуле водорасхода:

    • под q принимается расход в л/с,
    • V –  определяет скорость гидропотока в м/с,
    • d – внутреннее сечение (диаметр в см).

    Зная водорасход и d сечения, можно, применив обратные вычисления, установить скорость, или, зная расход и скорость – определить диаметр. В случае наличия дополнительного нагнетателя (например, в высотных зданиях), создаваемое им давление и скорость гидропотока указываются в паспорте прибора. Без дополнительного нагнетания скорость потока чаще всего варьируется в интервале 0,8-1,5 м/сек.

    Для более точных вычислений принимают во внимание потери напора, используя формулу Дарси:

    Для вычисления необходимо дополнительно установить:

    • длину трубопровода (L),
    • коэффициент потерь, который зависит от шероховатостей стенок трубопровода, турбулентности, кривизны и участков с запорной арматурой (λ),
    • вязкость жидкости (ρ).

    Зависимость между значением D трубопровода, скоростью гидропотока (V) и водорасходом (q) с учётом угла уклона (i) можно выразить в таблице, где две известные величины соединяются прямой линией, а значение искомой величины будет видно на пересечении шкалы и прямой. 

    Для технического обоснования также строят графики зависимости эксплуатационных и капитальных затрат с определением оптимального значения D, которое устанавливается в точке пересечения кривых эксплуатационных и капитальных затрат.

    Расчёт расхода воды через трубу с учётом падения давления можно проводить с помощью онлайн-калькуляторов (например: http://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy-raschet-truboprovoda.html). Для гидравлического расчёта, как и в формуле, нужно учесть коэффициент потерь, что предполагает выбор:

    1. способа расчёта сопротивления,
    2. материала и вида трубопроводных систем (сталь, чугун, асбоценмент, железобетон, пластмасса), где принимается во внимание, что, например, пластиковые поверхности менее шероховатые, чем стальные, и не подвергаются коррозии,
    3. внутреннего диаметры,
    4. длины участка,
    5. падения напора на каждый метр трубопровода.

    В некоторых калькуляторах учитываются дополнительные характеристики трубопроводных систем, например:

    • новые или не новые с битумным покрытием или без внутреннего защитного покрытия,
    • с внешним пластиковым или полимерцементным покрытием,
    • с внешним цементно-песчаным покрытием, нанесённым разными методами и др.

    Читайте далее

    Оставьте комментарий и вступите в дискуссию

    hitropop.com

    Связь давления и скорости в потоке

    Связь давления и скорости в потоке жидкости — обратная: если в каком-то месте потока скорость увеличивается, то давление здесь малó, и, наоборот, там, где скорости невелики, давление повышенное. Эту законо­мерность объясним на основе уравнения Бернýлли.

    Рассмотрим работу водоструйного насоса (см. рис. 11). На подходе по на­гнетательному трубопроводу 1 поток рабочей жидкости имеет относи­те­ль­но небольшую скорость v1 и высокое избыточное давление pизб1. Проходя через соплó 2, поток сужается, скорость его резко возрастает до v2. Для дальнейших рассуждений запишем уравнение Бернýлли так:

    .

    Здесь нет z1 и z2, так как труба горизонтальная, а величиной потерь на­пора DH» 0 пренебрегаем. Так как в правой части уравнения кинети­ческая составляющая энергии потока резко возросла из-за увеличения v2, то потенциальная составляющая, связанная с избыточным давлением после соплá pизб2, наоборот, уменьшится. Величину pизб2 можно выразить из этого уравнения и найти численное значение. Если pизб2 получается отри­цательным, то, значит, возник вакуум (полное давление в струе стало меньше атмосферного). В последнем случае пьезометрическая линия опу­стится ниже отметки самой струи (см. рис 11).

    Таким образом в струе рабочей жидкости после соплá образуется об­ласть пониженного давления или даже вакуум, что вызывает подсос транс­портируемой жид­кости по всасывающему трубопроводу 3 (см. рис. 11). Далее обе жидкости смешиваются в горловине 4 и транспортируются по отво­дяще­му трубопро­воду 5.

    Водоструйные насосы не имеют трущихся частей, в этом их пре­имущес­тво перед механическими. По их принципу работают также эжекто­ры, гидро­эле­ваторы, насосы для создания вакуума.

    Режимы движения жидкости

    При проведении гидравлического расчёта в первую очередь нужно выяснять: какой режим движения будет наблюдаться у данного потока?

    Режимы движения всех потоков (напорных и безнапорных) де­лятся на два типа (рис. 12):

    1) ламинарный, то есть спокойный, параллельноструйный, при ма­лых скоростях;

    2) турбулентный, то есть бурлящий, вихреобразный, с водоворота­ми, при больших скоростях.

    Для выяснения типа режима нужно рассчитать число Рейнольдса Re и сравнить его с критическим Reкр.

    Число Рéйнольдса Re — это безразмерный критерий, вычисляемый по формулам:

    — для напорных потоков

    Re =vd/n ,

    где d — внутренний диаметр напорного трубопровода;

    — для безнапорных потоков

    Re =vR/n,

    где R — гидравлический радиус безнапорного потока, м (см. с. 14).

    Критическое число Рейнольдса Reкр — это число Рейнольдса, при котором наступает смена режима движения.

    Для напорных потоков

    Reкр=2320,

    для безнапорных потоков

    Reкр » 500.

    Упрощённо режим движения потока можно определить по шкале чисел Рейнольдса (см. рис. 12). Рассмотрим пример с напорной водопроводной тру­бой, у которой d=20 мм, v=1 м/с, n =10-6 м2/с. Для потока в дан­ной трубе число Рейнольдса составит:

    Re=1×0,02/10-6 = 20000.

    Число 20000 больше, чем Reкр=2320 (для напорных потоков) и на рис.12 оно находится в правой части шкалы, следовательно, режим потока турбулентный и все дальнейшие гидравлические расчёты должны проводиться только по зависимостям и формулам для этого ре­жима.

    studfiles.net

    Взаимосвязь расхода жидкости с перепадом давления .

    Расходомер переменного перепада давления.

    Цель работы.

    1. Изучить принцип действия расходомера . Математическая модель первичного преобразователя расхода.

    2. Изучить конструкцию датчиков расхода .

    3. Ознакомиться с устройством и работой расходомерного стенда.

    4. Исследовать градуировку диафрагмы и расходомерного канала измерения расхода.

    5. Экспериментально исследовать статические и динамические характеррасходомера.

    Количество жидкости, газа или пара, проходящее через сечение трубопровода в единицу времени, называется расходом. Количество вещества выражают в объемных и массовых (весовых) единицах.

    Зависимость между массовым и объемным расходами выражается формулой

    G=Q × J, ( 1 )

    где :

    G – массовый расход, кг/с,

    Q – объемный,м*/с,

    J- плотность, кг/м*.

    Приборы, служащие для измерения текущего (мгновенного) расхода называются расходомерами.

    Приборы, измеряющие непрерывный расход с определенного момента времени (начало отсчета), называются счетчиками. Они определяют количество, пройденного через сечение вещества за определенный отрезок времени (т/сут , л/час, м*/мин).

    В работе исследуется метод переменного перепада давления . Это наиболее распространенный метод в нефтяной и газовой промышленности ввиду его универсальности и простоты исполнения приборов.

    В трубопроводе устанавливается неподвижное сужающее устройство ( диафрагма, сопло, труба Винтури ), создающее местное сужение потока. Так как часть потенциальной энергии при прохождении потока через него переходит в кинетическую, статическое давление в сужении сечения становится меньше статического давления перед сужающим устройством.

    При этом разность давлений до и после сужения тем больше, чем больше расход.

    Следовательно, разность давлений (перепад давлений) может служить мерой расхода.

    На рис.1 представлено сужающее устройство а также график изменения давления по длине трубопровода при прохождении потока через диафрагму. При этом необходимо различать давление у стенки трубы и по ее оси. Как видно из графика, давление в одном и том же сечении трубопровода неравномерно: непосредственно перед диафрагмой у стенки трубы оно возрастает (скорость уменьшается в этом месте за счет гидравлического удара о стенку диафрагмы), а в центре трубы – уменьшается (вследствие увеличения скорости). В дальнейшем давление постепенно восстанавливается, но не целиком, так как имеют место потери на трение, завихрение, удары и др. Это так называемые безвозвратные потери Pr=P1-P3.

    Расход вещества, протекающего по трубопроводу, определяется как произведение площади отверстия истечения (F) на среднюю скорость потока (Vc), то есть

    Q = F ×Vc (2)

    Пользуясь уравнением Бернулли и условием неразрывности струи, можно установить зависимость между расходом жидкости и перепадом давления на сужающем устройстве:

    (3)

    (4)

    Где:

    α – коэффициент расхода,

    d– диаметр отверстия (м),

    P1 – давление до сужающего устройства,

    P2 – давление после сужающего устройства ,

    ε – поправочный коэффициент, учитывающий расширение измеряемой среды,

    ρ – плотность измеряемой среды в рабочих условиях (кг/м3).

    - поправочный коэффициент, учитывающий расширение сужающего устройства в зависимости от температуры измеряемой среды (в диапазоне температур от -20 до +60 можно принимать Kt=1).

    На практике перепад давления Р1-Р2 принято выражать высотой столба жидкости (даже если он измеряется не жидкостным манометром), то есть

    ( 5)

    Где:

    Р1-Р2 – измеряемый перепад давления (Н/м2)

    Н – высота столба жидкости, заполняющей дифманометр (м)

    ρ' – плотность рабочей жидкости в дифманометре (кг/м3)

    ρ'' – плотность среды, находящейся над рабочей жидкостью (кг/м3)

    g– ускорение силы тяжести (м/с2)

    Тогда уравнения (3) и (4) перепишутся соответственно

    ( 6 )

    и ( 7 )

    Где:

    Значения коэффициента А даются в таблицах в зависимости от заполнителя жидкостного диффманометра.

    Коэффициент расхода αопределяется для различных типов сужающих устройств путем обработки большого числа тщательно поставленных опытов. Можно использовать полученные ранее опытным путем значенияα(по графикам и таблицам). Это допустимо лишь при соблюдении гидродинамического подобия потоков, которое обусловлено значениямичисла Рейнольдса Re,учитывающего физические свойства потока. Зависимость коэффициента расхода отReтем сильнее, чем меньшеRe.С возрастаниемReзависимость становится все меньше, а при достаточно больших значенияхReкоэффициент расхода не зависит от него.

    Минимальное значение числа Рейнольдса, начиная от которого коэффициент расхода при дальнейшем увеличении Reне меняет своего значения, называется предельным числом РейнольдсаRe пред.

    Величина предельного числа Рейнольдса зависит от типа сужающего устройства и величины m .

    , где :

    d– диаметр сужающего устройства.

    D– диаметр трубопровода.

    Характер зависимости коэффициента расхода от Re и mпоказан на рис.2,3 . Таким образом, исходный коэффициент расхода для данного сужающего устройства является величиной постоянной только при условииRe Re пред.

    Каждому значению mсоответствуют определенные значения α исх. (рис.2) и числаReпред. , при котором α = α исх.

    Рис.2,3

    Коэффициент расхода называется исходным при гладкой внутренней поверхности трубопровода и острой входной кромке диафрагмы.

    В общем случае коэффициент расхода определяется как

    ,

    где :

    α исх.– исходный коэффициент расхода,

    КRe– поправка на вязкость приRe

    studfiles.net


    Смотрите также