Ūdens plūsmas ātrums caurulē pie spiediena

Šajā sadaļā mēs pielietojam enerģijas saglabāšanas likumu šķidruma vai gāzes kustībai cauruļvados. Šķidrumu caur caurulēm pārvietošana bieži notiek inženierzinātnēs un ikdienas dzīvē. Pilsētas ūdens caurules tiek piegādātas mājās, tā patēriņa vietās. Automašīnās caurules saņem eļļu eļļošanai, dzinējiem degvielu utt. Šķidrumu caur caurulēm pārvietošana bieži notiek dabā. Pietiek tikai teikt, ka dzīvnieku un cilvēku asinsriti ir asins plūsma caur caurulītēm - asinsvadiem. Zināmā mērā ūdens plūsma upēs ir arī šķidruma plūsma caur caurulēm. Upes gultne ir sava veida cauruļvads plūstošajam ūdenim.

Saskaņā ar Pascal likumiem, fiksēts šķidrums tvertnē pārveido ārējo spiedienu visos virzienos un visos tilpuma punktos bez izmaiņām. Tomēr, kad šķidrums plūst bez berzes caur cauruli, kura šķērsgriezuma laukums ir atšķirīgs dažādās vietās, spiediens gar caurulē ir nevienmērīgs. Uzziniet, kāpēc spiediens kustīgajā šķidrumā ir atkarīgs no caurules šķērsgriezuma laukuma. Bet vispirms apskatīsim vienu svarīgu jebkura šķidruma plūsmas iezīmi.

Pieņemsim, ka šķidrums plūst cauri horizontālai caurulei, kura šķērsgriezums dažādās vietās ir atšķirīgs, piemēram, caur cauruli, kuras daļa ir parādīta 207. attēlā.

Ja mēs garīgi izveidotu vairākas sekcijas gar cauruli, kuru laukumi ir vienādi un mēra šķidruma daudzumu, kas plūst cauri katram no tiem uz noteiktu laiku, mēs atklāsim, ka pa katru šķērsli plūst tāds pats šķidruma daudzums. Tas nozīmē, ka viss šķidrums, kas iziet caur pirmo laika posmu, vienā un tajā pašā laikā iet caur trešo sadaļu, lai gan tas ir daudz mazāks nekā pirmais. Ja tas tā nebūtu, un laika gaitā caur šķērsgriezuma laukumu, piemēram, šķērsgriezums pārsniedza šķidruma laukumu, tad kaut kur liek šķidrums. Bet šķidrums aizpilda visu cauruli un nekur to uzkrāt.

Kā šķidrums, kas plūst cauri plašai sekcijai, izdodas saspiest cauri šauram vienā un tajā pašā laikā? Acīmredzot šim nolūkam, izejot cauri šaurām cauruļvada daļām, kustības ātrumam jābūt lielākam, un tikpat daudz reižu, cik reizes reizes šķērsgriezuma laukums ir mazāks.

Patiešām, mēs uzskatām, ka kustīgās šķidruma kolonnas daļa, kas sākotnējā brīdī sakrīt ar vienu no caurules sekcijām (208. attēls). Laika gaitā šī vietne pārvietos attālumu, kas ir vienāds ar to, kur ir šķidruma plūsmas ātrums. Šķidruma tilpums V, kas plūst caur caurules šķērsgriezumu, ir vienāds ar šīs sadaļas platības un garuma

Tajā pašā laikā šķidruma plūsmas apjoms -

Plūsmas ātrums, kas plūst caur laika vienību caur caurules šķērsgriezumu, ir vienāds ar caurules šķērsgriezuma laukuma produktu ar plūsmas ātrumu.

Kā jau redzējām, šim tilpumam jābūt vienādam dažādās caurules daļās. Tādēļ jo mazāka ir caurules šķērsgriezums, jo lielāks ir kustības ātrums.

Cik daudz šķidruma iet cauri kādai cauruļvada daļai kādā brīdī, cik tas būtu jādara šim nolūkam

vienlaikus caur jebkuru citu sadaļu.

Tajā pašā laikā mēs ticam, ka konkrētajai šķidruma masai vienmēr ir tāds pats apjoms, ka tā nevar samazināties un samazināt tā apjomu (viņi saka, ka tas nav nesabojājams par šķidrumu). Piemēram, labi zināms, ka šaurās upes vietās ūdens plūsmas ātrums ir lielāks nekā platjoslas. Ja mēs apzīmē šķidruma plūsmas ātrumu sadaļās pa platībām, tad mēs varam rakstīt:

Tas parāda, ka tad, kad šķidrums izplūst no caurules sekcijas ar lielāku šķērsgriezuma laukumu līdz sekcijai ar mazāku šķērsgriezuma laukumu, plūsmas ātrums palielinās, t.i., šķidrums pārvietojas ar paātrinājumu. Un tas, saskaņā ar Ņūtona otro likumu, nozīmē, ka spēks darbojas uz šķidrumu. Kāda ir šī vara?

Šis spēks var būt tikai starpība starp spiediena spēkiem platas un šaurās cauruļu sekcijās. Tādējādi plašajā zonā šķidruma spiedienam jābūt lielākam nekā šaurā caurules daļā.

Tas izriet arī no enerģijas saglabāšanas likuma. Patiešām, ja šaurās vietās caurule palielina šķidruma ātrumu, tad tā kinētiskā enerģija arī palielinās. Un, tā kā mēs esam pieņēmuši, ka šķidrums plūst bez berzes, šis kinētiskās enerģijas pieaugums ir jākompensē, samazinot potenciālo enerģiju, jo kopējai enerģijai jābūt nemainīgai. Kāda veida potenciālā enerģija šeit mēs runājam? Ja caurule ir horizontāla, tad iespējamā mijiedarbības enerģija ar zemi visās caurules daļās ir vienāda un nevar mainīties. Tas nozīmē, ka saglabājas tikai elastīgās mijiedarbības potenciālā enerģija. Spiediena spēks, kas izraisa šķidruma plūsmu caur cauruli, ir elastīgais šķidruma saspiešanas spēks. Kad mēs sakām, ka šķidrums ir nespriegots, mēs domājam tikai to, ka to nevar saspiest tik daudz, ka tā tilpums ievērojami mainās, bet neizbēgami rodas ļoti maza kontrakcija, kas izraisa elastīgu spēku parādīšanos. Šie spēki rada šķidruma spiedienu. Šī šķidruma kompresija samazinās šaurās caurules daļās, kompensējot ātruma palielināšanos. Tāpēc šaurās cauruļvadu vietās šķidruma spiedienam jābūt mazākam nekā platas.

Šis ir pēterburgas akadēmiķa Daniela Bernulli atklātais likums:

Plūsmas šķidruma spiediens ir lielāks tajās plūsmas sekcijās, kurās kustības ātrums ir mazāks, un

Gluži pretēji, tajās iedaļās, kurās ātrums ir lielāks, spiediens ir mazāks.

Dīvaini, kā tas var likties, bet, kad šķidrums "izspiež" cauri šauriem cauruļu sekcijām, tā saspiešana nepalielinās, bet samazinās. Un pieredze to apstiprina.

Ja cauruļvads, caur kuru šķidrums plūst, tiek piegādāts ar atvērtajām caurulītēm, kas tajā ir noslēgtas ar spiediena mērītājiem (209. attēls), tad spiediena sadalījumu pa cauruli varēs novērot. Šaurās caurules vietās manometrijas mēģenē šķidruma kolonnas augstums ir mazāks nekā platās. Tas nozīmē, ka šajās vietās ir mazāks spiediens. Jo mazāka ir caurules šķērsgriezums, jo lielāka ir plūsmas ātrums un mazāks spiediens tajā. Protams, jūs varat uzņemt šķērsgriezumu, kurā spiediens ir vienāds ar ārējo atmosfēras spiedienu (šķidruma līmeņa augstums spiediena mērītājā būs nulle). Un, ja jūs lietojat vēl mazāku daļu, tad šķidruma spiediens tajā būs mazāks nekā atmosfēras.

Šo šķidruma plūsmu var izmantot gaisa padevei. Par šo principu darbojas tā dēvētais ūdens strūklas sūknis. Attēls 210 parāda šāda sūkņa diagrammu. Ūdens strūkla caur cauruli A tiek nodota ar šauru atveri galā. Ūdens spiediens caurules caurumā ir mazāks par atmosfēras spiedienu. Tādēļ

gāze no sūknētā tilpuma caur cauruli B tiek ievilkta līdz caurules A galam un tiek noņemta kopā ar ūdeni.

Viss, kas teica par šķidruma kustību caur caurulēm, attiecas arī uz gāzes kustību. Ja gāzes plūsmas ātrums nav pārāk augsts un gāze nav pietiekami saspiesta, lai mainītu tās tilpumu, un, ja turklāt triecienu neievēro, tad Bernulli likumi attiecas arī uz gāzes plūsmām. Šaurās cauruļvadu daļās, kurās gāze pārvietojas ātrāk, tās spiediens ir mazāks nekā plašās daļās, un tas var kļūt mazāk atmosfērisks. Dažos gadījumos tas pat neprasa caurules.

Jūs varat izdarīt vienkāršu pieredzi. Ja pūš papīra loksne pa tās virsmu, kā parādīts 211. attēlā, jūs varat redzēt, ka papīrs sāk palielināties. Tas ir saistīts ar spiediena samazināšanos gaisa strūklā virs papīra.

Tāda pati parādība rodas, kad lido lidmašīna. Gaisa plūsma sākas uz lidojošā gaisa kuģa spārna izliektā augšējā virsma, un tādēļ notiek spiediena samazināšanās. Spiediens virs spārnu ir mazāks par spiedienu zem spārnā. Tāpēc notiek spārna pacēlums.

1. Pieļaujamais eļļas plūsmas ātrums caur caurulēm ir 2 m / s. Kāds eļļas daudzums 1 stundā caur cauruli tiek izvadīts caur diametru 1 m?

2. Mēra ūdens daudzumu, kas izplūst no ūdens krānas noteiktā laika periodā. Nosakiet ūdens plūsmas ātrumu, mērot caurules diametru krānas priekšā.

3. Kādam jābūt cauruļvada diametram, caur kuru ūdenim vajadzētu plūst stundā? Pieļaujamais ūdens plūsmas ātrums ir 2,5 m / s.

Ūdens plūsma caur cauruli pie pareizā spiediena

Raksta saturs

Galvenais uzdevums aprēķināt ūdens patēriņa apjomu cauruļvadā pār tā šķērsgriezumu (diametrs) ir izvēlēties caurules tā, lai plūsmas ātrums nebūtu pārāk liels un spiediens būtu labs. Tajā jāņem vērā:

  • diametri (iekšējās daļas DN),
  • galvas zaudējumi aprēķinātajā platībā,
  • ūdens plūsmas ātrums
  • maksimālais spiediens
  • apgriezienu un vārtu ietekme sistēmā,
  • materiāls (cauruļvada sienu īpašības) un garums utt.

Ūdens plūsmas caurules diametra izvēle, izmantojot tabulu, tiek uzskatīta par vienkāršāku, bet mazāk precīzu, nekā mērīt un aprēķināt spiedienu, ūdens ātrumu un citus cauruļvada parametrus, kas veikti vietējā līmenī.

Tabulu standarta dati un galveno parametru vidējie rādītāji

Lai noteiktu aprēķināto maksimālo ūdens plūsmu caur cauruli, tiek parādīta tabula 9 visbiežāk sastopamajiem diametriem dažādos spiedienos.

Vidējais spiediens lielākajā daļā stāvvada ir robežās no 1,5-2,5 atmosfēras. Pašreizējā atkarība no stāvu skaita (īpaši ievērojama augstceltnēs) tiek regulēta, sadalot ūdensapgādes sistēmu vairākos segmentos. Ūdens iesmidzināšana, izmantojot sūkņus, ietekmē arī plūsmas ātruma izmaiņas. Turklāt, atsaucoties uz tabulām, aprēķinot ūdens patēriņu, jāņem vērā ne tikai krānu skaits, bet arī ūdens sildītāju, vannu un citu avotu skaits.

Izmaiņas celtņa caurlaidības īpašībās ar ūdens plūsmas regulatoru palīdzību, ekonomisti, kas ir līdzīgi WaterSave (http://water-save.com/), tabulās nav ierakstīti un parasti netiek ņemti vērā, aprēķinot ūdens patēriņu caur (caur) caurulēm.

Metodes ūdens plūsmas un cauruļvada diametra aprēķināšanai

Izmantojot tālāk norādītās formulas, jūs varat gan aprēķināt ūdens plūsmu caurulē, gan noteikt caurules diametra atkarību no ūdens plūsmas.

Šajā formā dreifēt:

  • zem q, ņem plūsmas ātrumu l / s,
  • V - nosaka plūsmas ātrumu m / s,
  • d - iekšējā daļa (diametrs cm).

Apzinoties ūdens patēriņu un d-sekciju, varat, izmantojot apgrieztos aprēķinus, iestatīt ātrumu vai, zinot plūsmu un ātrumu, noteikt diametru. Ja ir papildu kompresors (piemēram, daudzstāvu ēkās), tās radītās hidrauliskās plūsmas spiediens un ātrums ir norādīts ierīces pasē. Bez papildu injekcijas plūsmas ātrums visbiežāk mainās diapazonā no 0,8 līdz 1,5 m / s.

Lai iegūtu precīzākus aprēķinus, ņemtu vērā spiediena zudumu, izmantojot Darksa formulu:

Lai aprēķinātu, nepieciešams papildus instalēt:

  • cauruļvada garums (L)
  • zaudējumu koeficients, kas atkarīgs no cauruļvadu sienu nelīdzenuma, turbulences, izliekuma un sekcijām ar vārstiem (λ),
  • šķidruma viskozitāte (ρ).

Attiecību starp cauruļvada D vērtību, plūsmas ātrumu (V) un ūdens patēriņu (q), ņemot vērā slīpuma leņķi (i), var izteikt tabulā, kur divas zināmas vērtības ir savienotas ar taisnu līniju, un vajadzīgās vērtības vērtība būs redzama skalas un taisnas līnijas krustojumā.

Tehniskajā pamatojumā arī tiek veidoti darbības un kapitāla izmaksu grafiki, definējot optimālo D vērtību, kas ir noteikta darbības un kapitāla izmaksu līknes krustošanās punktā.

Ūdens plūsmas caur cauruli aprēķināšana, ņemot vērā spiediena kritumu, var tikt veikta, izmantojot tiešsaistes kalkulatorus (piemēram: http://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy-raschet-truboprovoda.html). Hidrauliskajam aprēķinam, kā tas ir formulā, jāņem vērā zaudējumu faktors, kas nozīmē izvēli:

  1. pretestības aprēķināšanas metode
  2. cauruļvadu sistēmu materiāls un tips (tērauds, čuguns, azbests, dzelzsbetons, plastmasa), kur tiek ņemts vērā, ka, piemēram, plastmasas virsmas ir mazāk raupjošas nekā tērauda un nerodas korozija,
  3. iekšējais diametrs
  4. iedaļas garums
  5. spiediena kritums katram cauruļvada skaitītājam.

Daži kalkulatori ņem vērā cauruļvadu sistēmu papildu īpašības, piemēram:

  • jauns vai ne jauns ar bitumena pārklājumu vai bez iekšējās plēves
  • ar ārēju plastmasas vai polimēru pārklājumu
  • ar ārējo cementa-smilšu pārklājumu, ko izmanto dažādās metodēs utt.

Ūdens plūsmas ātrums caurulē pie spiediena

Cauruļvada diametrs, plūsmas ātrums un dzesēšanas plūsma.

Šis materiāls ir paredzēts, lai saprastu, kas ir diametrs, plūsmas ātrums un plūsmas ātrums. Un kādas ir saiknes starp tām. Citos materiālos tiks detalizēts apkures diametra aprēķins.

Lai aprēķinātu diametru, kas jums jāzina:

Šeit ir nepieciešamās formulas, kas jums jāzina:

Izturība pret dzesēšanas šķidruma kustību.

Jebkurā dzesēšanas šķidrumā, kas pārvietojas caurules iekšpusē, jācenšas to apturēt. Spēks, ko izmanto, lai apturētu dzesēšanas šķidruma kustību, ir pretestības spēks.

Šo pretestību sauc par spiediena zudumu. Tas nozīmē, ka kustīga dzesēšanas šķidruma caur caurulīti ar noteiktu garumu zaudē spiedienu.

Galva tiek mērīta metros vai ar spiedienu (Pa). Lai nodrošinātu ērtību, aprēķinos ir jāizmanto skaitītāji.

Lai dziļāk izprastu šī materiāla nozīmi, es ieteiktu sekot problēmas risinājumam.

Cauruļvadā, kura iekšējais diametrs ir 12 mm, ūdens plūst ar ātrumu 1 m / s. Atrast rēķinus.

Risinājums: jums jāizmanto iepriekš minētās formulas:

S = 3,14 • 0,012 2/4 = 0,000113 m 2

Q = 0,000113 • 1 = 0,000113 m 3 / s = 0,4 m 3 / h.

Ir sūknis, kas rada pastāvīgu plūsmu 40 litri minūtē. Sūknim ir pievienota 1 metru garā caurule. Atrodiet caurules iekšējo diametru ar ūdens ātrumu 6 m / s.

Q = 40 l / min = 0,000666666 m 3 / s

No iepriekšminētajām formulām saņēma šādu formulu.

Katram sūknim ir šāda plūsmas pretestības īpašība:

Tas nozīmē, ka mūsu plūsma caurules galā būs atkarīga no spiediena zudumiem, ko rada pati caurule.

Sīkāka informācija par spiediena zudumu gar cauruļvada garumu ir apskatīta šajā rakstā:

Un tagad mēs izskatīsim problēmu no reāla piemēra.

Tērauda (dzelzs) caurule ir novietota 376 metru garumā un iekšējais diametrs ir 100 mm, cauruļvada garumā ir 21 izvads (90 ° leņķveida pagriezieni). Caurule ir novietota ar pilienu 17 m. Tas nozīmē, ka caurule attiecībā pret horizontu iet līdz augstumam 17 metri. Sūkņa raksturojums: Maksimālā galva 50 metri (0,5 MPa), maksimālais plūsmas ātrums 90 m 3 / h. Ūdens temperatūra ir 16 ° C. Atrodiet maksimāli iespējamo plūsmas ātrumu caurules galā.

Atrodiet maksimālo plūsmu =?

Video risinājums:

Lai atrisinātu, ir jāzina sūkņu grafiks: plūsmas atkarība no spiediena.

Mūsu gadījumā būs šāds grafiks:

Meklējiet ar liektu līniju horizontā, kas apzīmēta ar 17 metriem, un krustojumā gar līkni iegūstiet maksimālo iespējamo plūsmu: Qmax.

Saskaņā ar grafiku es varu droši teikt, ka augstuma atšķirībā mēs zaudējam aptuveni: 14 m 3 / stundā. (90-Qmax = 14 m 3 / h).

Step aprēķins tiek iegūts, jo formulā ir kvadrātiskā iezīme galvas zaudējumu dinamika (kustība).

Tāpēc mēs risinām problēmu pakāpeniski.

Tā kā mums ir izdevumu intervāls no 0 līdz 76 m 3 / h, tad es vēlētos pārbaudīt spiediena zudumus par izdevumiem, kas vienādi ar: 45 m 3 / h.

Atrodiet ūdens ātrumu

Q = 45 m 3 / h = 0,0125 m 3 / s.

V = (4 • 0,0125) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,59 m / s

Atrodiet Reinoldsa numuru

ν = 1,16 • 10 -6 = 0,00000116. Ņemts no galda. Ūdenim temperatūrā 16 ° C.

Δe = 0,1 mm = 0,0001 m. No tabulas ņemta tērauda (dzelzs) caurule.

Tālāk mēs pārbaudām tabulu, kur atrodam formulu hidrauliskās berzes koeficienta noteikšanai.

Es nokļuvu otrajā apgabalā

10 • D / Δe 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/137069) 0,25 = 0,0216

Tālāk mēs aizpildām formulu:

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0216 • (376 • 1,59 • 1,59) / (0,1 • 2 • 9,81) = 10,46 m

Kā redzat, zaudējumi ir 10 metri. Tālāk mēs definējam Q1, skatiet grafiku:

Tagad mēs veicam sākotnējo aprēķinu ar plūsmas ātrumu, kas vienāds ar 64m 3 / stundā

Q = 64 m 3 / h = 0,018 m 3 / s.

V = (4 • 0,018) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 2,29 m / s

λ = 0.11 (Δe / D + 68 / Re) 0.25 = 0.11 • (0.0001 / 0.1 + 68/197414) 0.25 = 0.021

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,021 • (376 • 2,29 • 2,29) / (0,1 • 2 • 9,81) = 21,1 m.

Mēs atzīmējam diagrammu:

Qmax atrodas līknes krustojumā Q1 un Q2 (tieši līknes vidū).

Atbilde: Maksimālais plūsmas ātrums ir 54 m 3 / h. Bet to mēs nolēmām bez pretestības pret stūriem.

Lai pārbaudītu čeku:

Q = 54 m 3 / h = 0,015 m 3 / s.

V = (4 • 0,015) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,91 m / s

λ = 0,11 (Δe / D + 68 / Re) 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/164655) 0,25 = 0,0213

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0213 • (376 • 1,91 • 1,91) / (0,1 • 2 • 9,81) = 14,89 m

Apakšējā rinda: mēs nospiedām Hsviedri= 14,89 = 15m.

Tagad aprēķinām izturību pret pagriezieniem:

Formula, kā atrast spiedienu uz vietējo hidraulisko pretestību:

ζ ir vilces koeficients. Ceļa gadījumā tas ir aptuveni tāds pats, ja diametrs ir mazāks par 30 mm. Lieliem diametriem tas samazinās. Tas ir saistīts ar faktu, ka ūdens kustības ātruma ietekme attiecībā pret rotāciju samazinās.

Es paskatījos dažādās grāmatās par vietējo pretestību, lai pagrieztu cauruli un līkumus. Un bieži vien aprēķinos tika secināts, ka viens spēcīgs asu pagrieziens ir vienāds ar koeficienta vienību. Tiek ņemts vērā asis pagrieziens, ja pagrieziena rādiuss pēc vērtības nepārsniedz diametru. Ja rādiuss pārsniedz diametru 2-3 reizes, tad koeficienta vērtība ir ievērojami samazināta.

Ātrums 1,91 m / s

h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 1,91 2) / (2 • 9,81) = 0,18 m.

Šo vērtību reizina ar krānu skaitu, un mēs saņemam 0,18 • 21 = 3,78 m.

Atbilde: ar ātrumu 1,91 m / s, mēs saņemam spiediena zudumu 3,78 metri.

Tagad atrisināsim visu problēmu ar krāniem.

Pie plūsmas ātruma 45 m 3 / h, tika iegūts spiediena zudums gar garumu: 10,46 m. ​​Skatieties augstāk.

Pie šī ātruma (2,29 m / s) mēs atrodam pretestību stūros:

h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 2,29 2) / (2 • 9,81) = 0,27 m. Mēs reizinām ar 21 = 5,67 m.

Spiediena zuduma pievienošana: 10,46 + 5,67 = 16,13 m.

Mēs atzīmējam diagrammu:

Mēs to atrisinām vienīgi ar plūsmas ātrumu 55 m 3 / h

Q = 55 m 3 / h = 0,015 m 3 / s.

V = (4 • 0,015) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,91 m / s

λ = 0,11 (Δe / D + 68 / Re) 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/164655) 0,25 = 0,0213

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0213 • (376 • 1,91 • 1,91) / (0,1 • 2 • 9,81) = 14,89 m

h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 1,91 2) / (2 • 9,81) = 0,18 m. Mēs reizinām ar 21 = 3,78 m.

Zaudējumu pievienošana: 14,89 + 3,78 = 18,67 m

Mēs izmantojam diagrammu:

Atbilde: Maksimālā plūsma = 52 m 3 / h. Bez izejām Qmax = 54 m 3 / h.

Tā rezultātā diametra lielumu ietekmē:

Ja plūsma caurules galā ir mazāka, tad tas ir nepieciešams: vai nu palielināt diametru, vai palielināt sūkņa jaudu. Sūkņa jaudas palielināšana nav ekonomiska.

Šis raksts ir daļa no sistēmas: Dizainera ūdens sildīšana

5. nodaļa. Šķidruma kustība izplūdes caurulē

5.1. Vispārīga informācija par cauruļvadu hidraulisko aprēķinu

Aprēķinot cauruļvadus, tiek uzskatīts vienmērīgs stāvoklis jebkura šķidruma, kas atbilst turbulentā režīmā, vienmērīgu spiedienu apļveida cilindriskās caurulēs. Spiediena cauruļvados šķidrums ir zem spiediena, un to šķērsgriezumi ir pilnībā piepildīti. Šķidruma pārvietošanās pa cauruļvadu notiek tādēļ, ka spiediens tā sākumā ir lielāks nekā beigās.

Tiek veikts hidrauliskais aprēķins, lai noteiktu cauruļvada d diametru ar zināmu garumu, lai nodrošinātu zināmu plūsmas ātrumu Q vai iestādi cauri noteiktā vajadzīgā galvas diametram un garumam un plūsmas ātrumam. Atkarībā no garuma cauruļvadi un to izkārtojums ir sadalīti vienkārši un sarežģīti. Vienkārši cauruļvadi ietver cauruļvadus, kuriem garumā nav filiāļu ar vienmērīgu vienādu plūsmu.

Cauruļvadi sastāv no tāda paša diametra caurulēm visā garumā vai no cauruļu sekcijām ar dažādu diametru un garumu. Pēdējais gadījums attiecas uz seriālo savienojumu.

Atkarībā no garuma, vienkāršie cauruļvadi ar vietējo pretestību ir sadalīti īsos un garos. Īsie cauruļvadi ir cauruļvadi ar pietiekami mazu garumu, kur vietējā pretestība veido vairāk nekā 10% hidraulisko zudumu visā garumā. Piemēram, tie ietver: sifona cauruļvadus, sūknēšanas caurules no pļavas, sūkņus (spiediena ūdens caurules zem ceļa krastmalas), cauruļvadus ēku un būvju iekšienē utt.

Gari cauruļvadi sauc par relatīvi liela garuma cauruļvadiem, kuros spiediena zudumi gar garumu pārspēj vietējos zaudējumus. Vietējie zudumi ir mazāki par 5-10% no zaudējumiem gar cauruļvada garumu, un tādēļ tos hidrauliskos aprēķinos var neievērot vai ieviest pieaugošais koeficients, kas vienāds ar 1,05-1,1. Ilgtermiņa cauruļvadi ir iekļauti ūdensapgādes tīklu sistēmā, sūkņu staciju ūdensvados, rūpniecības un lauksaimniecības uzņēmumu ūdeņos un cauruļvados uc

Kompleksajiem cauruļvadiem ir dažādas zonas to garumā, t.i. cauruļvads sastāv no cauruļvadu tīkla ar noteiktu diametru un garumu. Kompleksie cauruļvadi ir sadalīti paralēlos, sazarotos, gredzenos (slēgtos) cauruļvados, kas ir daļa no ūdensapgādes tīkla.

Parasti cauruļvada hidrauliskais aprēķins tiek samazināts, lai atrisinātu trīs galvenos uzdevumus:

Cauruļvada plūsmas Q noteikšana, ja ir zināms galvas H, cauruļvada garums l un diametrs d, ņemot vērā noteiktu vietējo pretestību klātbūtni vai trūkumu;

nepieciešamās galvas H noteikšana, kas vajadzīga, lai nodrošinātu zināmo plūsmas ātrumu Q caur cauruļvadu ar garumu l un diametru d;

cauruļvada diametra d noteikšana, ja ir zināmas galvas H vērtības, plūsmas ātrums Q un garums l.

5.2. Īsu cauruļvadu aprēķins

Aprēķinot īsus cauruļvadus, tiek ņemti vērā gan vietējie galviņu zaudējumi, gan zaudējumi garumā.

Lai noteiktu cauruļvada jaudu, t.i. plūstot caur to, jūs varat izmantot šādu vienādojumu:

kur ir sistēmas koeficients; - cauruļvada šķērsgriezuma laukums; - spiediena starpība sākotnējā un pēdējā daļā, kas ir vienāda ar kopējo hidrauliskā spiediena zudumu, kad šķidrums pārvietojas cauruļvadā.

Plūsmas sistēmas koeficients pastāvīga diametra cauruļvadam

kur ir visu vietējās pretestības koeficientu summa; - izturība gar cauruļvada garumu l ar diametru d; -Fiksācijas berzes koeficients.

Gadījumā, ja tiek atrasta vajadzīgā galva, kas vajadzīga, lai nodrošinātu caurlaidspēju Q, sākotnējā izteiksme saskaņā ar (4.150)

vai saskaņā ar (4.158.)

kur ir sistēmas pretestības koeficients; - cauruļvadu pretestība.

Ja jums ir nepieciešams atrast cauruļvada diametru, izmantojiet iepriekš sniegto formulu. Šī problēma tiek atrisināta ar diametra izvēles metodi. Ņemot vērā dažādus diametrus, vidējo ātrumu, Reinoldsa skaitli aprēķina ar zināmu plūsmas ātrumu, pretestības reģions tiek izvēlēts, pamatojoties uz Re numuru un. Līdzvērtīgs raupjums būs atkarīgs no izvēlētā cauruļvada veida. Atbilstoši izvēlētajam pretestības apgabalam pēc A. Altshula (4.95.) Vai Kolbrook (4.94) formulas tiek konstatēts hidrauliskās berzes koeficients. Daži diametrs d atbilst spiediena zudumam (), kas ir vienāds ar nepieciešamo spiedienu.

Problēma tiks atrisināta izvēlētajā cauruļvada diametrā.

Diametru var atrast, konstruējot grafiku, uz kura, nosakot zināmo spiedienu uz koordinātu, nosaka d. Tātad, atbilst diametram, -.

Apsveriet dažu cauruļvadu aprēķināšanu.

Centrbēdzes sūkņa atsūkšanas caurules aprēķins

Centrbēdzes sūkņa sūkšanas caurule ir caurules no ūdens ieplūdes vietas (rezervuārs) līdz sūknim (5.1. Attēls). Pie ieejas sūknī, kas atrodas sadaļā 2-2, ir uzstādīts vakuuma mērītājs.

Zīm. 5.1. Lai aprēķinātu sūkņa sūkšanas cauruli:

un - centrbēdzes sūknis; b - sūkšanas caurule;

c - vārsts ar grilu; - attālums no ūdens līmeņa dīķī līdz sūkņa asij

Par noteiktu plūsmas ātrumu Q vidējais plūsmas ātrums caurulē V parasti tiek ņemts m / s. Ņemot vērā ātrumu, jūs varat noteikt sūkšanas caurules šķērsgriezuma laukumu:

Ar zināmu caurplūdumu Q ieplūdes caurulē, šīs caurules diametrs būs

Izveidojiet Bernulli vienādojumu 1.-1. Un 2.-2. Iedaļai attiecībā pret salīdzinājuma plakni 0-0, kas sakrīt ar ūdens līmeni rezervuārā un 1.-1. Iedaļā, kur spiediens ir atmosfēras un ātrums. 2.-2. Iedaļa ņemta pie sūkšanas caurules pie sūkņa ieejas:

kur - sūkšanas augstums, t.i. vertikālais attālums no plaknes 1-1 līdz sūkņa asij; - ātrums pie sūkņa ieplūdes un pašas sūkšanas caurules; - kopējais spiediena zudums caurulē.

Par spiedienu, kas norādīts 2-2. Iedaļā, pieņem, ka tas ir vienāds ar absolūto, t.i..

Kopējie hidrauliskie zudumi cauruļvadā

kur - caurules vidējais plūsmas ātrums; - hidrauliskās berzes koeficients;, d - attiecīgi cauruļvada garums un diametrs; - cauruļvada vietējās pretestības koeficientu summa.

Absolūtais spiediens sūkņa ieplūdē (- vakuuma spiediens pie sūkņa ieplūdes). Bernulli vienādojumu var uzrakstīt kā

Apzīmēsim - vakuuma galviņu.

pļāvēja sūknim to sauc par vakuuma iesūkšanas pacēlāju. ir atkarīgs no sūkņa un plūsmas dizaina elementiem.

No vienādojuma (5.8.) Jūs varat noteikt sūkņa sūkšanas augstumu:

Tādējādi sūkņa sūkšanas augstums ir atkarīgs no sūkņa vakuuma iesūkšanas augstuma un hidrauliskajiem zudumiem sūkšanas caurulē.

Vakuuma iesūkšanas pacēlumu nosaka sūkņa kavitācijas īpašības.

Ūdens (° С) no ūdens tornis tiek piegādāts saņēmēja tvertnē caur jaunu cauruļvadu no metinātām tērauda caurulēm ar diametru m un m. Cauruļvadam ir vārsts un pretvārsts.

Nosakiet cauruļvada diametru, ja tiek atvērts vārsts, un nodrošina plūsmas ātrumu l / s. Tiek uzskatīts, ka starp torņa un rezervuāra ūdens līmeņiem ir nemainīgs un vienāds ar m (5.2. Attēls).

Zīm. 5.2. Piemēram, 5.1

Veicot Bernulli vienādojumu 1.-1. Un 2.-2. Iedaļai, noformējot salīdzinājuma plakni pa 2.-2. Iedaļu, mēs iegūstam, kur ir hidrauliskais zudums cauruļvadā:

Vidējais ātrums cauruļvadā

Hidrauliskās berzes koeficientu nosaka pēc kvadrātiskās rezistences reģiona formulas.

Metinātās tērauda caurules dzeltenums (skatīt 3.1. Tabulu).

Vietējās pretestības koeficientu summa

kur - izturības koeficients pie ieejas cauruļvadā no tvertnes; - pretvārsts; - vārsta pretestība; - pretestība pret ceļiem; - pretestība cauruļvada izvadā pie tvertnes.

Saskaņā ar tabulu. Lietojumprogrammas A1.4. Atroda vērtības:

Cilnē 4.2 mēs atrodam, atverot 0,75:.

Sistēmas pretestības koeficients

Mēs pajautājamies ar dažādiem diametriem d, mēs definējam vidējo ātrumu un spiediena zudumu.

Kāds ir vajadzīgā caurules diametrs atkarībā no plūsmas un spiediena

Lai pareizi uzstādītu ūdensapgādes sistēmas struktūru, uzsākot sistēmas izstrādi un plānošanu, ir nepieciešams aprēķināt ūdens plūsmu caur cauruli.

Galvenie ūdens kanāla parametri ir atkarīgi no iegūtajiem datiem.

Šajā rakstā lasītājiem būs iespēja iepazīties ar pamata metodēm, kas palīdzēs viņiem patstāvīgi veikt santehnikas sistēmas aprēķināšanu.

Kā aprēķināt vajadzīgo caurules diametru

Cauruļvada diametra aprēķina mērķis: Cauruļvada diametra un šķērsgriezuma noteikšana, pamatojoties uz datiem par ūdens gareniskās kustības plūsmas ātrumu un ātrumu.

Šāda aprēķina veikšana ir diezgan sarežģīta. Ir jāņem vērā daudz nianses, kas saistītas ar tehniskajiem un ekonomiskajiem datiem. Šie parametri ir savstarpēji saistīti. Cauruļvada diametrs ir atkarīgs no šķidruma veida, kas tiks sūknēts caur to.

Tomēr plūsmas palielināšanās izraisīs galvas zudumus, kam nepieciešams sūknēt papildu enerģiju. Ja tas ir ievērojami samazināts, var rasties nevēlamas sekas.

Izmantojot tālāk norādītās formulas, jūs varat gan aprēķināt ūdens plūsmu caurulē, gan noteikt caurules diametra atkarību no plūsmas ātruma.

Cauruļvada projektēšanā vairumā gadījumu ūdens plūsmas daudzums tiek norādīts nekavējoties. Divas vērtības nav zināmas:

Ir ļoti grūti veikt pilnu tehnisko un ekonomisko aprēķinu. Lai to izdarītu, jums ir vajadzīgas atbilstošas ​​inženierzināšanas un daudz laika. Lai atvieglotu šo uzdevumu, aprēķinot vēlamo caurules diametru, izmantojiet standartmateriālus. Tie dod eksperimentāli iegūtās labākās plūsmas ātruma vērtības.

Galīgās konstrukcijas formula optimālajam cauruļvada diametram ir šāda:

d = √ (4Q / Πw)
Q - sūknētā šķidruma plūsmas ātrums, m3 / s
d - cauruļvada diametrs, m
w - plūsmas ātrums, m / s

Piemērots šķidruma ātrums atkarībā no cauruļvada veida

Pirmkārt, tiek ņemtas vērā minimālās izmaksas, bez kurām nav iespējams sūknēt šķidrumu. Turklāt cauruļvada izmaksas vienmēr tiek ņemtas vērā.

Aprēķinot, vienmēr vajadzētu atcerēties kustīgās vides ātruma ierobežojumus. Dažos gadījumos cauruļvada lielumam jāatbilst procesā noteiktajām prasībām.

Cauruļvada izmērus ietekmē arī iespējamais spiediena pieaugums.

Veicot iepriekšējus aprēķinus, spiediena izmaiņas netiek ņemtas vērā. Pieļaujamais ātrums tiek ņemts par pamatu tehnoloģiskā cauruļvada projektēšanai.

Ja projektētajā cauruļvadā ir izmaiņas kustības virzienā, caurules virsma sāk izjust lielu spiedienu, kas vērsts perpendikulāri plūsmai.

Šis pieaugums ir saistīts ar vairākiem rādītājiem:

  • Šķidruma ātrums;
  • Blīvums;
  • Sākotnējais spiediens (galva).

Turklāt ātrums vienmēr ir apgriezti proporcionāls caurules diametram. Tāpēc ātrgaitas šķidrumiem ir vajadzīga pareizā konfigurācijas izvēle, kompetenta cauruļvada izmēru atlase.

Piemēram, ja sērskābe tiek sūknēta, ātruma vērtība ir ierobežota līdz vērtībai, kas nerada eroziju uz cauruļu līkņu sienām. Rezultātā caurules struktūra nekad nebūs salauzta.

Ūdens ātrums cauruļvadu formā

Plūsmas ātruma w produkts tiek aprēķināts tilpuma plūsmas ātrums V (60m³ / stundā vai 60 / 3600m³ / s), un caurules S šķērsgriezums (savukārt šķērsgriezums tiek aprēķināts kā S = 3,14 d² / 4): V = 3,14 w d² / 4. No šejienes mēs saņemam w = 4V / (3,14 d²). Neaizmirstiet pārvērst diametru no milimetriem uz metriem, tas ir, diametrs būs 0,159 m.

Ūdens patēriņa formula

Vispārīgā gadījumā ūdens plūsmas mērīšanas metodika upēs un cauruļvados balstās uz nesadrebināto šķidrumu nepārtrauktības vienādojuma vienkāršoto formu:

Ūdens plūst cauri cauruļu galdam

Plūsma pret spiedienu

Nav tādas šķidruma plūsmas atkarības no spiediena, un tā ir - uz spiediena krituma. Formula ir iegūta vienkārši. Ir vispārpieņemts spiediena krituma vienādojums, kad šķidrums plūst cauruļvadā Δp = (λL / d) ρw² / 2, λ ir berzes koeficients (tas tiek noteikts atkarībā no caurules ātruma un diametra saskaņā ar grafikiem vai atbilstošajām formulām), L ir caurules garums, d ir tā diametrs, ρ ir šķidruma blīvums, w ir ātrums. No otras puses, ir plūsmas ātruma G = ρwπd² / 4 definīcija. Mēs no šīs formulas izsakām ātrumu, nomainot to pirmajā vienādojumā un atrodot plūsmas ātruma atkarību G = π SQRT (Δp d ^ 5 / λ / L) / 4, SQRT ir kvadrātsakne.

Tiek meklēts berzes koeficients. Pirmkārt, jūs norādāt zibspuldzes šķidruma ātruma vērtību un nosaka Reinoldsa skaitli Re = ρwd / μ, kur μ ir šķidruma dinamiskā viskozitāte (nejauciet ar kinemātisko viskozitāti, šīs ir dažādas lietas). Saskaņā ar Reynolds teikto, jūs meklējat berzes koeficienta λ = 64 / Re vērtības lamānam režīmam un λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64) ² par turbulento (šeit lg ir decimālas logaritms). Un ņemt vērtību, kas ir augstāka. Kad esat atradis šķidruma plūsmas ātrumu un ātrumu, atkārtojiet visu aprēķinu ar jaunu berzes koeficientu. Un jūs atkārtojat šo pārrēķinu, līdz fiksācijas koeficienta noteikšanai norādītā ātruma vērtība sakrīt ar kādu no kļūdām, kas iegūtas no aprēķina vērtības.

Ūdens spiediena aprēķins cauruļvadā

Spiediena kritums cauruļvadā.

Cauruļvada ūdens spiediena zuduma aprēķins ir ļoti vienkāršs, tad mēs detalizēti apsveram aprēķinu iespējas.

Cauruļvada hidrauliskai aprēķināšanai jūs varat izmantot cauruļvada hidrauliskā aprēķina kalkulatoru.

Vai jums paveicies, lai urbt labi pie mājas? Brīnišķīgi! Tagad jūs varat nodrošināt sevi un savu māju vai māju ar tīru ūdeni, kas nebūs atkarīgs no centrālā ūdens piegādes. Tas nozīmē, ka sezonas ūdens izslēgšana un braukšana ar kauliņiem un baseiniem nav jādara. Jums vienkārši ir jāuzstāda sūknis, un esat pabeidzis! Šajā rakstā mēs palīdzēsim Jums aprēķināt ūdens spiediena zudumu cauruļvadā, un jau ar šiem datiem jūs varat droši iegādāties sūkni un beidzot baudīt savu ūdeni no akas.

No skolas fizikas stundām ir skaidrs, ka ūdens caur kanāliem jebkurā gadījumā piedzīvo pretestību. Šīs pretestības lielums ir atkarīgs no plūsmas ātruma, caurules diametra un tās iekšējās virsmas gluduma. Pretestība ir mazāka, jo mazāka ir plūsmas ātrums un lielāks caurules diametrs un gludums. Caurules gludums ir atkarīgs no materiāla, no kura tas ir izgatavots. Polimēru caurules ir vienmērīgākas nekā tērauda caurules, un tās nav rūsas un, ne mazāk svarīgi, ir lētākas nekā citi materiāli, bet kvalitāte nav zemāka. Ūdens izjust pretestību, kas pārvietojas pat pilnīgi horizontālas caurules virzienā. Tomēr, jo ilgāk pati caurule, jo mazāka būs spiediena zudumi. Nu, pieņemsimies uz aprēķinu.

Galvas zudumi taisnās caurules sekcijās.

Lai aprēķinātu ūdens galvas zudumu taisnās caurules sekcijās, izmantojiet jau sagatavoto tabulu, kas norādīta zemāk. Šīs tabulas vērtības attiecas uz caurulēm, kas izgatavotas no polipropilēna, polietilēna un citiem vārdiem, sākot ar poli (polimēriem). Ja jūs gatavojaties uzstādīt tērauda caurules, tad tabulā norādītās vērtības jāreizina koeficients 1,5.

Dati tiek sniegti uz 100 metriem cauruļvada, zaudējumi tiek norādīti metru ūdens staba.

Caurules iekšējais diametrs, mm

Kā izmantot tabulu: Piemēram, horizontālā ūdens caurulē ar caurules diametru 50 mm un plūsmas ātrumu 7 m 3 / h zaudējums būs 2,1 metri no ūdens plūsmas no polimēra izgatavotas caurules un 3,15 (2,1 * 1,5) caurules no tērauds Kā redzat, viss ir diezgan vienkāršs un skaidrs.

Vadīt zaudējumus vietējiem pretestības gadījumiem.

Diemžēl caurules ir absolūti taisnas tikai pasakā. Reālajā dzīvē vienmēr ir dažādi līkumi, aizbīdņi un vārsti, kurus nevar neņemt vērā, aprēķinot spiediena zudumus cauruļvadā. Tabulā ir redzamas galvas zudumu vērtības visbiežāk sastopamajās vietējās pretestībās: 90 grādu ceļš, noapaļots ceļgalis un vārsts.

Zaudējumus norāda ūdens staba centimetros vietējā pretestības vienībā.

Lai noteiktu v plūsmas ātrumu, Q - ūdens patēriņš (m 3 / s) ir jāsadala ar S - šķērsgriezuma laukumu (m 2).

Ti ar caurules diametru 50 mm (π * R 2 = 3,14 * (50/2) 2 = 1962,5 mm 2; S = 1962,5 / 1 000 000 = 0,0019625 m 2) un ūdens patēriņš 7 m 3 / h (Q = 7/3600 = 0,00194 m 3 / s) plūsmas ātrums

Turklāt saskaņā ar tabulu jau ir iespējams noteikt vietējo pretestību: 90 grādu ceļgalā - 7,6 centimetrus ūdens kolonnas, ar noapaļotajiem ceļiem - 0,7, vārglā - 35.

Kā redzams no iepriekš minētajiem datiem, spiediena zudumi vietējā pretestībā ir diezgan nenozīmīgi. Galvenie zaudējumi tomēr rodas cauruļu horizontālajās daļās, tādēļ, lai tos samazinātu, rūpīgi jāizvērtē cauruļu materiāla un to diametra izvēle. Atgādiniet, ka, lai samazinātu zaudējumus, jums vajadzētu izvēlēties caurules no polimēriem ar maksimālo caurules iekšējās virsmas diametru un gludumu.

Nu, tagad jūs zināt, kā aprēķināt ūdens spiediena zudumus cauruļvadā un esat gatavi pirkt pašas caurules. Veiksmi!

Cauruļvadu aprēķināšana un atlase. Optimālais cauruļvada diametrs

Cauruļvadi dažādu šķidrumu pārvadāšanai ir to vienību un iekārtu neatņemama sastāvdaļa, kurās tiek veikti darba procesi, kas saistīti ar dažādām pielietošanas jomām. Cauruļvadu izvēlei un cauruļvada konfigurācijai liela nozīme ir gan cauruļu, gan cauruļvadu pieslēgumu izmaksām. Galīgās izmaksas, kā sūknēt barotni caur cauruļvadu, lielā mērā nosaka caurules lielums (diametrs un garums). Šo vērtību aprēķināšana tiek veikta, izmantojot speciāli izstrādātas formulas, kas ir specifiskas noteiktiem darbības veidiem.

Caurule ir dobs metāla, koka vai cita materiāla cilindrs, ko izmanto šķidro, gāzveida un beztaras materiālu transportēšanai. Ūdens, dabasgāze, tvaiks, naftas produkti uc var darboties kā kustīga vide. Caurules tiek izmantotas visur, sākot ar dažādām nozarēm un beidzot ar mājsaimniecības lietošanu.

Cauruļu ražošanā var izmantot dažādus materiālus, piemēram, tēraudu, čugunu, varu, cementu, plastmasu, piemēram, ABS plastmasu, polivinilhlorīdu, hlorētu polivinilhlorīdu, polibutilēnu, polietilēnu uc

Caurules galvenie izmēri ir tā diametrs (ārējais, iekšējais uc) un sienas biezums, ko mēra milimetros vai collas. Izmanto arī tādu vērtību kā nominālais diametrs vai nominālais diametrs - caurules iekšējā diametra nominālais izmērs, mērot arī milimetros (apzīmēts ar Du) vai collas (apzīmēts ar DN). Nominālo diametru vērtības ir standartizētas un ir galvenais kritērijs cauruļu un veidgabalu izvēlē.

Nosacīto vērtību atbilstība mm un collas:

Cauruļu ar apļveida šķērsgriezumu priekšroka ir pārējo ģeometrisko sekciju dēļ vairāku iemeslu dēļ:

  • Aplim ir minimālais perimetra attiecība pret zonu un tas ir piemērojams cauruļvadam, tas nozīmē, ka ar vienādu caurlaidspēju apaļu formu cauruļu materiāla patēriņš būs minimāls salīdzinājumā ar citu formu caurulēm. Tas arī nozīmē minimālo iespējamo izolācijas un aizsargpārklājumu izmaksas;
  • Apļveida šķērsgriezums ir visizdevīgākais šķidruma vai gāzes plūsmas pārvietošanai no hidrodinamiskā viedokļa. Tāpat, ņemot vērā minimālo iespējamo caurules iekšējo platību uz tā garuma vienību, berzes starp pārvietoto šķidrumu un minimālo cauruļvadu.
  • Apaļa forma ir visizturīgākā pret iekšējo un ārējo spiedienu;
  • Apļveida cauruļu izgatavošanas process ir diezgan vienkāršs un viegli īstenojams.

Caurules var ievērojami atšķirties diametrā un konfigurācijā atkarībā no mērķa un pielietojuma. Tātad galvenie cauruļvadi ūdens vai naftas produktu pārvietošanai var sasniegt gandrīz pusmetru diametrā ar diezgan vienkāršu konfigurāciju, un sildīšanas spoles, kas ir arī caurule, ar mazu diametru ir sarežģītas formas ar daudziem pagriezieniem.

Nevaru iedomāties kādu nozari bez cauruļvadu tīkla. Jebkura šāda tīkla aprēķins ietver cauruļu materiāla izvēli, specifikāciju sagatavošanu, kurā uzskaitīti dati par biezumu, cauruļu izmēru, maršrutu uc Izejvielas, starpprodukts un / vai gatavais produkts iziet cauri ražošanas posmam, pārvietojoties starp dažādām ierīcēm un iekārtām, kuras savieno cauruļvadi un armatūra. Pareiza cauruļvadu sistēmas aprēķināšana, izvēle un uzstādīšana ir nepieciešama, lai droši īstenotu visu procesu, nodrošinot drošu mediju pārnesi, kā arī sistēmas blīvēšanai un sūknētās vielas noplūžu novēršanai atmosfērā.

Nav vienotas formulas un noteikumus, kurus varētu izmantot cauruļvada izvēlei iespējamai lietošanai un darba videi. Katrā atsevišķā cauruļvadu pielietošanas jomā ir vairāki faktori, kas jāņem vērā un kas var ievērojami ietekmēt cauruļvada prasības. Piemēram, strādājot ar dūņām, liels cauruļvads ne tikai palielinās uzstādīšanas izmaksas, bet arī radīs darba grūtības.

Parasti caurules tiek atlasītas pēc materiālu optimizācijas un ekspluatācijas izmaksām. Jo lielāks ir cauruļvada diametrs, tas ir, jo augstāks ir sākotnējais ieguldījums, jo zemāks spiediena kritums un attiecīgi zemākas ekspluatācijas izmaksas. Savukārt cauruļvada nelielais izmērs samazinās pašas cauruļvadu un cauruļvadu veidgabalu primārās izmaksas, taču ātruma palielināšanās izraisīs zaudējumu pieaugumu, kas prasīs tērēt papildu enerģiju, lai sūknētu videi. Ātruma standarti, kas noteikti dažādiem lietojumiem, ir balstīti uz optimāliem projektēšanas apstākļiem. Cauruļvadu izmēri tiek aprēķināti, izmantojot šos standartus, ņemot vērā izmantošanas jomas.

Projektējot cauruļvadus, tiek ņemti šādi pamata konstrukcijas parametri:

  • nepieciešamo sniegumu;
  • cauruļvada iebraukšanas un izbraukšanas vieta;
  • vidēja kompozīcija, ieskaitot viskozitāti un īpatnējo svaru;
  • cauruļvada trases topogrāfiskie apstākļi;
  • maksimāli pieļaujamais darba spiediens;
  • hidrauliskais aprēķins;
  • cauruļvada diametrs, sienas biezums, stiepes materiāla sienas izturība;
  • sūkņu staciju skaits, attālums starp tiem un enerģijas patēriņš.

Cauruļvadu projektēšanas drošība tiek nodrošināta, ievērojot atbilstīgus projektēšanas standartus. Personāla apmācība ir arī galvenais faktors, nodrošinot cauruļvada ilgstošo ekspluatācijas laiku un tā sasprindzinājumu un uzticamību. Cauruļvada pastāvīgu vai periodisku uzraudzību var veikt ar kontroles, grāmatvedības, vadības, regulēšanas un automatizācijas sistēmām, ražošanas personālajām vadības ierīcēm, drošības ierīcēm.

Papildu cauruļvadu pārklājums

Korozijas necaurlaidīgs pārklājums tiek uzklāts ārpusē lielākajai daļai cauruļu, lai novērstu korozijas kaitīgo iedarbību no ārējās vides. Korozijas vides sūknēšanas gadījumā uz cauruļu iekšējās virsmas var uzklāt aizsargpārklājumu. Pirms nodošanas ekspluatācijā visas jaunās caurules, kas paredzētas bīstamu šķidrumu pārvadāšanai, tiek pārbaudītas attiecībā uz defektiem un noplūdēm.

Pamati plūsmas aprēķināšanai cauruļvadā

Plūsmas veids plūsmai cauruļvadā un plūsmas ap šķēršļiem var ievērojami atšķirties no šķidruma līdz šķidrumam. Viens no svarīgiem rādītājiem ir vidē viskozitāte, ko raksturo tāds parametrs kā viskozitātes koeficients. Īru fiziķis Osborne Reinolds 1880. gadā veica virkni eksperimentu, kuru rezultātā viņam izdevās iegūt bezmēra lielumu, kas raksturoja viskozā šķidruma plūsmas raksturu, ko sauc par Reinoldsa kritēriju un kuru apzīmē Re.

v - plūsmas ātrums;

L ir plūsmas elementa raksturīgais garums;

μ ir viskozitātes dinamikas koeficients.

Tas nozīmē, ka Reinoldsa kritērijs raksturo inerces spēku attiecību pret viskoziem berzes spēkiem šķidruma plūsmā. Šī kritērija vērtības izmaiņas atspoguļo šo spēka veidu attiecības izmaiņas, kas savukārt ietekmē šķidruma plūsmas raksturu. Šajā sakarībā ir parasts atšķirt trīs plūsmas režīmus atkarībā no Reinoldsa kritērija vērtības. Re 4000 režīmā jau ir novērots stabils režīms, ko raksturo netiešās izmaiņas plūsmas ātrumā un virzienā katrā atsevišķā punktā, kas kopā nodrošina plūsmas ātruma izlīdzināšanu visā tilpumā. Šādu režīmu sauc par nemierīgiem. Reinoldsa skaitlis ir atkarīgs no sūkņa norādītās galvas, vidējās vides viskozitātes darba temperatūrā, kā arī cauruļvada izmēra un formas, caur kuru plūsma iet.

Reinoldsa kritērijs ir līdzības kritērijs viskozes šķidruma plūsmai. Tas ir, ar tās palīdzību ir iespējams simulēt reālu procesu samazinātā izmērā, ērti studēt. Tas ir ārkārtīgi svarīgi, jo bieži vien ir ļoti sarežģīti un reizēm neiespējami izpētīt šķidruma plūsmu dabiskās īpatnības, ņemot vērā to lielo izmēru.

Cauruļvada aprēķins. Cauruļvada diametra aprēķins

Ja cauruļvads nav termiski izolēts, tas ir, ir iespējams apmainīt siltumu starp kustību un vidi, plūsmas raksturs tajā var mainīties pat nemainīgā ātrumā (plūsmā). Tas ir iespējams, ja sūknētajai barotnei ieplūdes atverē ir pietiekami augsta temperatūra un tā plūst turbulentā režīmā. Cauruļvada garumā kustīgās vides temperatūra samazināsies, pateicoties siltuma zudumiem apkārtējā vidē, kas var izraisīt plūsmas režīma izmaiņas laminārai vai pārejošai. Temperatūra, pie kuras notiek režīma maiņa, tiek saukta par kritisko temperatūru. Šķidruma viskozitātes vērtība ir atkarīga no temperatūras, tādēļ šādos gadījumos izmantojiet tādu parametru kā kritiskā viskozitāte, kas atbilst plūsmas režīma maiņas punktam Reinoldsa kritērija kritiskajā vērtībā:

νkr - kritiskā kinemātiskā viskozitāte;

Rekr - Reinoldsa kritērija kritiskā vērtība;

D ir caurules diametrs;

v - plūsmas ātrums;

Vēl viens svarīgs faktors ir berze, kas rodas starp caurules sienām un kustīgo plūsmu. Šajā gadījumā berzes koeficients lielā mērā ir atkarīgs no cauruļu sienu nelīdzenuma. Attiecības starp berzes koeficientu, Reinoldsa kritēriju un raupjumu nosaka Moody diagramma, kas ļauj noteikt vienu no parametriem, zinot pārējos divus.

Colebrook-White formula ir izmantota arī, lai aprēķinātu turbulentās plūsmas berzes koeficientu. Pamatojoties uz šo formulu, ir iespējams veidot grafikus, kuriem ir noteikts berzes koeficients.

k ir cauruļu nelīdzenuma koeficients;

Ir arī citas formulas aptuvenai berzes zudumu aprēķināšanai šķidruma plūsmā caurulēs. Viens no visbiežāk izmantotajiem vienādojumiem šajā gadījumā ir Darcy-Weisbach vienādojums. Tas pamatojas uz empīriskiem datiem un tiek galvenokārt izmantots modelēšanas sistēmās. Berzes zudums ir atkarīgs no šķidruma ātruma un caurules pretestības šķidruma kustībai, kas izteikts cauruļvada sienu nelīdzenuma vērtības izteiksmē.

L ir cauruļu sekcijas garums;

d ir caurules diametrs;

v - plūsmas ātrums;

g - gravitācijas paātrinājums.

Spiediena zudumu ūdens berzes dēļ aprēķina, izmantojot Hazen-Williams formulu.

L ir cauruļu sekcijas garums;

C ir Heizena-Viljamsa raupjuma koeficients;

D ir caurules diametrs.

Cauruļvada darba spiediens ir visaugstākais pārspiediens, kas nodrošina cauruļvada specifisko darbības režīmu. Lēmums par cauruļvada izmēru un sūkņu staciju skaitu parasti tiek pieņemts, ņemot vērā caurules darba spiedienu, sūkņu veiktspēju un izmaksas. Maksimālais un minimālais cauruļvada spiediens, kā arī darba vides īpašības nosaka attālumu starp sūkņu stacijām un nepieciešamo jaudu.

Nominālais spiediens PN ir nominālā vērtība, kas atbilst darba vides maksimālajam spiedienam pie 20 ° C, pie kura iespējama cauruļvada nepārtraukta darbība ar noteiktajiem izmēriem.

Palielinoties temperatūrai, caurules slodzes jauda samazinās, kā rezultātā tiek panākts pieļaujamais pārspiediens. Pe, zul vērtība parāda maksimālo spiedienu (g) ​​cauruļvadu sistēmā ar pieaugošu darba temperatūru.

Pieļaujamās pārslodzes grafiks:

Spiediena kritums cauruļvadā

Cauruļvada spiediena kritums aprēķina pēc formulas:

Δp ir spiediena kritums cauruļvada posmā;

L ir cauruļu sekcijas garums;

d ir caurules diametrs;

ρ ir sūknētā materiāla blīvums;

v ir plūsmas ātrums.

Transporta darba vide

Visbiežāk, caurule tiek izmantots ūdens pārvadāšanai, bet tās var izmantot arī, lai pārvietotu vircas, apturēšana, tvaika, uc Sviestā cauruļvadi tiek izmantoti sūknēšanai plašu ogļūdeņražu un to maisījumiem, ir ļoti atšķirīga ķīmiskās un fizikālās īpašības. Jēlnaftas var pārvadāt lielākā attālumā no laukiem uz zemes vai uz naftas platformām uz termināļiem un starppunktiem rūpnīcā.

Cauruļvadi arī nosūta:

  • rafinēti naftas produkti, piemēram, benzīns, reaktīvo dzinēju degviela, petroleja, dīzeļdegviela, mazuts uc;
  • naftas ķīmijas izejvielas: benzols, stirols, propilēns uc;
  • aromātiskie ogļūdeņraži: ksilols, toluols, kumeīns utt.;
  • sašķidrinātās naftas degviela, piemēram, sašķidrināto dabasgāzi, sašķidrināto gāzi, propānu (gāzes ar standarta temperatūrā un spiedienā, bet pakļauj sašķidrināšanas spiedienam izmantot);
  • oglekļa dioksīds, šķidrais amonjaks (tiek pārvadāts kā šķidrums ar spiedienu);
  • viskozs bitumens un degvielas pārāk viskozs transportēt pa cauruļvadiem, tomēr destilāta eļļas daļu, ko izmanto, lai sašķidrinātu šo izejvielu un izrietošās maisījumi, kuru var transportēt pa cauruļvadiem;
  • ūdeņradis (īsos attālumos).

Transporta līdzekļa kvalitāte

Pārvadāto materiālu fiziskās īpašības un parametri lielā mērā nosaka cauruļvada konstrukciju un darbības parametrus. Īpatnējais smagums, saspiežamība, temperatūra, viskozitāte, ielejas punkts un tvaika spiediens ir galvenie darba vides parametri, kas jāņem vērā.

Šķidruma īpatnējais svars ir tās svars tilpuma vienībā. Daudzas gāzes tiek pārvadātas caur cauruļvadiem ar paaugstinātu spiedienu, un, sasniedzot zināmu spiedienu, dažas gāzes var būt arī sašķidrinātas. Tāpēc videi saspiešanas pakāpe ir kritisks parametrs cauruļvadu projektēšanai un caurlaides spējas noteikšanai.

Temperatūra netieši un tieši ietekmē cauruļvada darbību. Tas ir atspoguļots fakts, ka paaugstinās šķidruma tilpuma pēc temperatūras paaugstināšanos, ar nosacījumu, ka spiediens paliek nemainīgs. Temperatūras pazemināšana var ietekmēt gan efektivitāti, gan vispārējo sistēmas efektivitāti. Parasti, kad šķidrums temperatūra tiek pazemināta, tas ir kopā ar tās viskozitāte, kas rada papildus berzes vilkt uz iekšējās sienas caurules, kas prasa vairāk enerģijas, lai sūknēšanas pašu šķidro kolichetsvo pieaugumu. Ļoti viskozie materiāli ir jutīgi pret izmaiņām darba temperatūrā. Viskozitāte ir pretestība plūsmai vidēja mēra centistoki cSt. Viskozitāte nosaka ne tikai izvēli sūkni, bet arī attālumu starp sūkņu staciju.

Tiklīdz šķidruma temperatūra nokrītas zem plūsmas zuduma punkta, cauruļvada darbība kļūst neiespējama, un tiek veikti daži risinājumi, lai atsāktu darbību:

  • barot apkuri vai izolēt caurules, lai uzturētu barotnes darba temperatūru virs tā ielejamā punkta;
  • mainīt ķīmisko sastāvu pirms ievadīšanas cauruļvadā;
  • Transportējamā barotnes atšķaidīšana ar ūdeni.

Bagāžas cauruļu veidi

Tērauda caurules ir metinātas vai bezšuvju. Bezšuvju tērauda caurules tiek izgatavotas bez garenvirziena metinājuma šuvēm ar tērauda segmentiem ar termisko apstrādi, lai sasniegtu vēlamo izmēru un īpašības. Metinātā caurule tiek izgatavota, izmantojot vairākus ražošanas procesus. Šie divi veidi ir atšķirīgi attiecībā uz garenisko šuvju skaitu caurulē un izmantoto metināšanas iekārtu tipu. Tērauda metinātas caurules ir visbiežāk izmantotais veids naftas ķīmijas rūpniecībā.

Katru cauruļu sekciju savieno ar metinātām sekcijām, veidojot cauruļvadu. Cauruļvados, atkarībā no pielietojuma, tiek izmantoti arī stikla šķiedras, dažādu plastmasu, azbesta cementa utt. Caurules.

Kas savieno taisna caurule sekcijas, kā arī pāreju starp cauruļu segmentiem dažādiem diametriem tiek izmantoti speciāli ražoti sakabes elementiem (gabali, līkumi, vārsti).

Dažu cauruļvadu un piederumu daļu uzstādīšanai tiek izmantoti īpaši savienojumi.

Metināts - viengabala savienojums, kas piemērots visiem spiedieniem un temperatūrām;

Flange - spraudsavienojums, ko izmanto augsta spiediena un temperatūras gadījumā;

Vītņots - noņemams savienojums, ko izmanto vidējam spiedienam un temperatūrai;

Savienojums - noņemams savienojums, ko izmanto zemā spiedienā un temperatūrā.

Bezšuvju cauruļu ovālija un smalkums nedrīkst būt lielāks par diametra un sienas biezuma pielaidi.

Cauruļvada temperatūras pagarināšana

Kad cauruļvads ir zem spiediena, visa tā iekšējā virsma ir pakļauts vienmērīgi izkliedētu slodzi, kas izraisa iekšējie garenvirziena spēki rodas caurulē un papildu slodzi uz gala gultņiem. Temperatūras svārstības ietekmē arī cauruļvadu, izraisot izmaiņas caurules izmēros. Centieni cauruļvadā, kad temperatūras svārstības var privysit pieļaujamo vērtību un izraisīt pārmērīgu spriegumu bīstamu par izturību cauruļvada caurules materiāls, un atloku locītavas. Svārstības sūknējamā šķidruma temperatūra arī rada termisko stresu cauruļvadu, kas var tikt pārnests uz vārsta, sūkņu stacijas, un tā tālāk. Tas var novest pie spiediena pazemināšanās par cauruļvadu savienojumiem, atteices vārsta vai drgua elementiem.

Cauruļvada lieluma aprēķins, kad mainās temperatūra

Cauruļvada lineāro izmēru izmaiņu aprēķins, kad temperatūras izmaiņas izmaina šādu formulu:

a ir termiskās pagarinājuma koeficients, mm / (m ° C) (skatīt tabulu zemāk);

L ir cauruļvada garums (attālums starp fiksētiem balstiem), m;

Δt ir starpība starp maks. un min. sūknētā materiāla temperatūra, ° С.

Tabula lineāru izplešanās caurules no dažādiem materiāliem

Norādītie skaitļi ir uzskaitīto materiālu vidējās vērtības un cauruļvada aprēķināšana no citiem materiāliem, tāpēc tabulas dati nav jāuzskata par pamatu. Aprēķinot cauruļvadu, ieteicams izmantot lineāro pagarinājuma koeficientu, ko norādījis cauruļu ražotājs, pievienotajā tehniskajā specifikācijā vai datu lapā.

Thermal pagarinājums piping novērš gan special kompensācija cauruļvada posmos lietošana un ar savienojumiem, kas var sastāvēt no elastīgām vai kustīgajām daļām.

Kompensācijas zonas veido elastīgas taisnās cauruļvada daļas, kas izvietotas perpendikulāri otrai un piestiprinātas ar krāniem. Temperatūras pagarinājumā vienas daļas palielinājumu kompensē citas daļas noliekuma deformācija plaknē vai locīšanas un vērpes deformācija telpā. Ja cauruļvads pats kompensē siltuma izplešanos, to sauc par pašizlīdzināšanos.

Kompensācija ir saistīta arī ar elastīgiem elkoņiem. Daļa no pagarinājuma tiek kompensēta ar krānu elastību, otrā daļa tiek izslēgta, pateicoties laukuma materiāla elastīgajām īpašībām aiz kontaktligzdas. Kompensatori ir uzstādīti, ja nav iespējams izmantot kompensācijas sekcijas vai ja pašpiesārņojuma līmenis caurulē ir nepietiekams.

Saskaņā ar konstrukciju un darbības principu, kompensatoriem ir četri veidi: U-veida, lēca, viļņota, pildījuma kārba. Praksē bieži izmanto dzīvokļa kompensatorus ar L-, Z- vai U-formu. Attiecībā uz telpiskajiem kompensatoriem parasti ir 2 plakani savstarpēji perpendikulārie laukumi un viens kopīgs plecs. Elastīgie kompensatori ir izgatavoti no caurulēm vai elastīgiem diskiem vai silfoniem.

Cauruļvadu diametra optimālais izmērs

Cauruļvada optimālo diametru var atrast, pamatojoties uz tehniskiem un ekonomiskiem aprēķiniem. Cauruļvada izmēri, ieskaitot dažādu komponentu izmērus un funkcionalitāti, kā arī apstākļi, kādos cauruļvads jādarbina, nosaka sistēmas pārvadāšanas jaudu. Lielāki cauruļvadi ir piemēroti intensīvākai barotnes masas plūsmai, ja citas sistēmas sastāvdaļas ir pareizi izvēlētas un izveidotas šajos apstākļos. Parasti, jo garāks ir galvenās caurules garums starp sūkņu stacijām, jo ​​lielāks ir spiediena kritums cauruļvadā. Turklāt izmaiņas sūknējamā vides fizikālajās īpašībās (viskozitāte utt.) Arī var būtiski ietekmēt spiedienu līnijā.

Optimālais izmērs ir mazākais no piemērota izmēra caurulēm konkrētam pielietojumam, kas ir rentabls visā sistēmas darbības laikā.

Caurules darbības rezultātu aprēķina formula:

Q - sūknēta šķidruma plūsmas ātrums;

d ir cauruļvada diametrs;

v ir plūsmas ātrums.

Praksē, lai aprēķinātu optimālo vērtību caurules diametra tiek izmantots optimālu ātrumu sūknējamās vidē, kas novilkta no references materiālu veido, pamatojoties uz eksperimentāliem datiem:

No šejienes iegūst formulu optiskā caurules diametra aprēķināšanai:

Q - norādītais šķidruma plūsmas ātrums;

d ir cauruļvada optimālais diametrs;

v ir optimālais plūsmas ātrums.

Pie lielām plūsmas ātrumiem parasti tiek izmantotas mazāka diametra caurules, kas nozīmē zemākas cauruļvada iegādes izmaksas, tās uzturēšanas un uzstādīšanas darbu (mēs apzīmē K1) Tā kā ātrums palielinās, palielinās galvas zudums berzes dēļ un vietējā pretestībā, kā rezultātā palielinās šķidruma sūknēšanas izmaksas (mēs apzīmē K2)

Liela diametra cauruļvadiem maksā K1 būs lielāks un izmaksas ekspluatācijas laikā K2 zemāk. Ja jūs pievienojat K vērtības1 un K2, tad mēs iegūstam kopējās minimālās izmaksas K un cauruļvada optimālo diametru. Izmaksas K1 un K2 šajā gadījumā, tajā pašā laika periodā.

Cauruļvada kapitāla izmaksu aprēķins (formula)

m ir cauruļvada masa, t;

KM - koeficients, kas palielina uzstādīšanas izmaksas, piemēram, 1,8;

n - kalpošanas laiks, gadi.

Norādītās ekspluatācijas izmaksas, kas saistītas ar enerģijas patēriņu:

nNam - darba dienu skaits gadā;

ArUh - vienas kWh enerģijas izmaksas, rubļi / kWh.

Formulas cauruļvada lieluma noteikšanai

Tādu cauruļu izmēru noteikšanas vispārīgo formulu piemērs, neņemot vērā iespējamos papildu ietekmējošos faktorus, piemēram, eroziju, suspendētas cietās vielas uc:

d ir caurules iekšējais diametrs;

hf - berzes galvas zudums;

L ir cauruļvada garums, kājās;

f ir berzes koeficients;

V ir plūsmas ātrums.

T - temperatūra, K

R - spiediens mārciņas / collas ² (abs);

n ir raupjuma koeficients;

v ir plūsmas ātrums;

L - caurules garums vai diametrs.

Vg ir piesātināta tvaika īpatnējais tilpums;

x ir tvaika kvalitāte;

Optimāls plūsmas ātrums dažādām cauruļvadu sistēmām

Caurules optimālo izmēru izvēlas no nosacījuma par minimālajām izmaksām, kas saistītas ar sūknēšanas starp vidi cauruļvadā un caurules izmaksas. Tomēr jums ir jāņem vērā arī ātruma ierobežojumi. Dažreiz cauruļvadu izmēram jāatbilst procesa prasībām. Tikpat bieži kā cauruļvada izmērs ir saistīts ar spiediena kritumu. Sākotnējā projektēšanas aprēķinos, kur netiek ņemti vērā spiediena zudumi, procesa cauruļvada izmērs tiek noteikts ar pieļaujamo ātrumu.

Ja cauruļvada plūsmas virzienā ir izmaiņas, tad tas ievērojami palielina vietējo spiedienu uz virsmu, kas ir perpendikulāra plūsmas virzienam. Šis palielinājums ir atkarīgs no šķidruma ātruma, blīvuma un sākotnējā spiediena. Tā kā ātrums ir apgriezti proporcionāls diametram, liela ātruma šķidrumiem, izvēloties cauruļvada izmēru un konfigurāciju, jāpievērš īpaša uzmanība. Cauruļu optimālais lielums, piemēram, sērskābei, ierobežo vides ātrumu līdz vērtībai, pie kuras nav pieļaujama sienu izskalošana caurules līkumos, tādējādi novēršot cauruļu konstrukcijas bojājumus.

Smaguma plūsma

Cauruļvada lieluma aprēķins plūsmas gadījumā, pārvietojoties smaguma dēļ, ir diezgan sarežģīts. Šīs plūsmas formas kustības raksturs caurulē var būt vienfāzes (pilna caurule) un divfāžu (daļēja piepildīšana). Divu fāžu plūsma tiek veidota, ja caurulē vienlaikus atrodas šķidrums un gāze.

Atkarībā no šķidruma un gāzes proporcijas, kā arī to ātruma, divfāžu plūsmas režīms var atšķirties no burbuļa līdz izkliedētam.

Kustības spēks šķidrumam, pārvietojoties smaguma dēļ, tiek nodrošināts ar sākotnējo un pēdējo punktu augstumu starpību, un būtiska nozīme ir sākotnējā punkta atrašanās vietai virs gala. Citiem vārdiem sakot, augstuma starpība nosaka šķidruma potenciālās enerģijas atšķirību šajās pozīcijās. Izvēloties cauruļvadu, šis parametrs tiek ņemts vērā arī. Turklāt dzinējspēka lielumu ietekmē spiediena vērtības sākuma un beigu punktā. Spiediena pazemināšanās palielina šķidruma plūsmas ātrumu, kas, savukārt, ļauj atlasīt mazāka diametra cauruļvadu un otrādi.

Ja gala punkts ir savienots ar paaugstinātu spiediena sistēmu, piemēram, destilācijas kolonnu, ir nepieciešams atņemt līdzvērtīgu spiedienu no esošās augstuma starpības, lai novērtētu faktisko efektīvo diferenciālo spiedienu. Tāpat, ja cauruļvada sākumpunkts ir vakuumā, tad, izvēloties cauruļvadu, jāņem vērā arī tā ietekme uz pilnīgo diferenciālo spiedienu. Galīgo cauruļu izvēli veic, izmantojot diferenciālo spiedienu, kurā ņemti vērā visi iepriekš minētie faktori, un tas nav balstīts tikai uz sākotnējo un beigu punktu augstumu atšķirībām.

Karstā šķidruma plūsma

Apstrādes rūpnīcās parasti saskaras ar dažādām problēmām, strādājot ar karstu vai vārītu materiālu. Galvenais iemesls ir karstā šķidruma plūsmas daļas iztvaicēšana, tas ir, šķidruma fāzes pārveidošana tvaikā cauruļvada vai iekārtas iekšienē. Tipisks piemērs ir centrbēdzes sūkņa kavitācijas parādība, kam seko šķidruma temperatūras vārīšana un tvaika burbuļu veidošanās (tvaika kavitācija) vai izdalīto gāzu izdalīšanās burbuļos (gāzu kavitācija).

Lielāki cauruļvadi ir vēlami zemāka caurplūduma dēļ, salīdzinot ar mazāku caurulīti ar pastāvīgu plūsmas ātrumu, ko izraisa augstāka NPSH sasniegšana sūkņa ieplūdes līnijā. Arī kavitācijas iemesls spiediena zuduma gadījumā var būt pēkšņas izmaiņas plūsmas virzienā vai cauruļvada izmēra samazinājums. Rezultātā esošais tvaika un gāzes maisījums rada šķērsli plūsmai un var izraisīt cauruļvada bojājumus, tādēļ cauruļvada ekspluatācijas laikā kavitācijas fenomens ir ļoti nevēlams.

Iekārtas / instrumentu apvedceļš

Iekārtas un ierīces, jo īpaši tās, kuras var radīt ievērojamus spiediena kritumus, ti, siltummaiņus, vadības vārstus utt., Ir aprīkotas ar apvedceļa cauruļvadiem (lai varētu netraucēt procesu pat apkopes darbu laikā). Šādiem cauruļvadiem parasti ir 2 izolācijas vārsti, kas uzstādīti uzstādīšanas līnijā, un vārsts, kas regulē plūsmu paralēli šai iekārtai.

Normālai darbībai šķidruma plūsma, kas iet caur ierīces galvenajām sastāvdaļām, piedzīvo papildu spiediena kritumu. Saskaņā ar to tiek aprēķināts izplūdes spiediens, ko rada pieslēgtais aprīkojums, piemēram, centrbēdzes sūknis. Sūknis tiek izvēlēts, ņemot vērā kopējo spiediena kritumu iekārtā. Braucot pa apvada cauruļvadu, šis papildu spiediena kritums nav, bet ritošais sūknis spēlē iepriekšējā spēka plūsmu atbilstoši tā veiktspējai. Lai izvairītos no plūsmas parametru atšķirībām caur aparatūru un apvedceļa līniju, ieteicams izmantot mazāku apvadīšanas līniju ar regulēšanas vārstu, lai izveidotu spiedienu, kas atbilst galvenajai iekārtai.

Paraugu ņemšanas līnija

Parasti tiek ņemts neliels daudzums šķidruma, lai noteiktu tā sastāvu. Izvēle var notikt jebkurā procesa posmā, lai noteiktu izejmateriāla, starpprodukta, galaprodukta vai vienkārši transportējamās vielas, piemēram, notekūdeņu, siltumnesēja utt. Sastāvu. Cauruļvada posma lielums, kurā notiek paraugu ņemšana, parasti ir atkarīgs no analizējamās darba vides veida un paraugu ņemšanas vietas atrašanās vietas.

Piemēram, gāzēm augsta spiediena apstākļos ir pietiekami mazi cauruļvadi ar vārstiem, lai ņemtu nepieciešamo paraugu skaitu. Paraugu ņemšanas līnijas diametra palielināšana samazina analizējamās vielas izvēlēto šķīdumu proporciju, taču šādu paraugu ņemšanu kļūst grūtāk kontrolēt. Tajā pašā laikā neliela paraugu ņemšanas līnija ir vāji piemērota, lai analizētu dažādas suspensijas, kurās cietās vielas var aizsprostot plūsmas sekciju. Tādējādi paraugu ņemšanas līnijas lielums suspensiju analīzei lielā mērā ir atkarīgs no cieto daļiņu izmēra un vides īpašībām. Līdzīgi secinājumi attiecas uz viskoziem šķidrumiem.

Izvēloties cauruļvada lielumu paraugu ņemšanai, parasti jāņem vērā:

  • noņemamā šķidruma īpašības;
  • darba vides zaudēšana atlases laikā;
  • drošības prasības paraugu ņemšanas laikā;
  • izmantošanas vieglums;
  • paraugu ņemšanas vietas atrašanās vieta.

Dzesēšanas šķidruma aprite

Cauruļvadiem ar cirkulējošo dzesēšanas šķidrumu priekšroka dodama lieliem ātrumiem. Tas galvenokārt saistīts ar faktu, ka dzesēšanas šķidruma dzesēšanas torņā ir pakļauta saules gaisma, kas rada apstākļus aļģu saturoša slāņa veidošanai. Daļa no šīs aļģu saturošā tilpuma nonāk cirkulējošā dzesēšanas šķidrumā. Pie zemām plūsmas ātruma, cauruļvadā sāk augt aļģes, un pēc kāda laika tās rada grūtības dzesēšanas šķidruma apritē vai tās pārejā siltummainī. Šajā gadījumā ieteicams izmantot augstu apgrozības ātrumu, lai izvairītos no aļģu bloķēšanās cauruļvadā. Parasti intensīvi cirkulējošā dzesēšanas šķidruma lietošana tiek izmantota ķīmiskajā rūpniecībā, kas prasa liela izmēra un garu cauruļvadus, lai nodrošinātu dažādu siltummaini.

Rezervuārus aprīko ar pārplūdes caurulēm šādu iemeslu dēļ:

  • Izvairīšanās no šķidruma zuduma (šķidruma pārpalikums nonāk citā rezervuārā, nevis izlej no sākotnējā rezervuāra);
  • Nepieļautu šķidrumu noplūdi ārpus tvertnes;
  • šķidruma līmeņa saglabāšana tvertnēs.

Visos iepriekš minētajos gadījumos pārplūdes caurules ir konstruētas tā, lai maksimāli pieļaujamā šķidruma plūsma nonāktu tvertnē neatkarīgi no plūsmas ātruma pie izplūdes. Citi cauruļu izvēles principi ir līdzīgi pašplūsmas šķidrumu cauruļvadu izvēlei, tas ir, saskaņā ar pieejamā vertikālā augstuma klātbūtni starp pārplūdes cauruļvada sākotnējo un beigu punktu.

Augšējais pārplūdes caurules punkts, kas ir arī tā sākumpunkts, atrodas pieslēgšanas punktā tvertnei (tvertnes pārplūdes caurule) atrodas gandrīz pašā augšā, un zemākais beigu punkts var būt pie iztukšošanas trauka gandrīz pie zemes. Tomēr pārpildes līnija var beigties ar augstāku atzīmi. Šajā gadījumā pieejamā diferenciālā galva būs mazāka.

Kalnrūpniecības gadījumā rūdu parasti iegūst grūti sasniedzamos apgabalos. Šādās vietās, kā parasti, nav dzelzceļa vai autoceļu savienojuma. Šādās situācijās vispieņemamākais tiek uzskatīts hidrauliskais mediju transportēšana ar cietajām daļiņām, tostarp gadījumos, kad kalnrūpniecības iekārtas atrodas pietiekamā attālumā. Mīklas cauruļvadi tiek izmantoti dažādās rūpniecības vietās cieto vielu pārvešanai sasmalcinātā veidā ar šķidrumu. Šādi cauruļvadi ir izrādījušies visrentablākie salīdzinājumā ar citām metodēm, kā pārvadāt cietos medijus lielos apjomos. Turklāt to priekšrocības ietver pietiekamu drošību, jo nav vairāku veidu transporta un videi draudzīgas.

Suspensēto vielu suspensijas un maisījumi šķidrumos tiek uzglabāti periodiskā sajaukšanās stāvoklī, lai saglabātu vienveidību. Pretējā gadījumā rodas atdalīšanas process, kurā suspendētās daļiņas atkarībā no to fizikālajām īpašībām peld līdz šķidruma virsmai vai nokļūst apakšā. Maisīšana tiek nodrošināta ar iekārtām, piemēram, tvertni ar maisītāju, bet cauruļvados tas tiek sasniegts, saglabājot barotnes turbulentus plūsmas apstākļus.

Plūsmas ātruma samazināšana šķidrumā suspendēto daļiņu transportēšanā nav vēlama, jo fāzu atdalīšanas process var sākties plūsmā. Tas var izraisīt cauruļvada bloķēšanu un transportētās cietās vielas koncentrācijas izmaiņas plūsmā. Turbulentā plūsmas režīms veicina intensīvu plūsmas apjoma sajaukšanos.

No otras puses, pārmērīgs cauruļvada lieluma samazinājums arī bieži noved pie tās bloķēšanas. Tāpēc cauruļvada lieluma izvēle ir svarīgs un izšķirošs solis, kas prasa iepriekšēju analīzi un aprēķinus. Katrs gadījums jāapskata individuāli, jo dažādas dūņas izturas atšķirīgi dažādos šķidruma ātrumos.

Cauruļvada ekspluatācijas laikā var būt dažāda veida noplūde, kas nepieciešama tūlītējai izslēgšanai, lai uzturētu sistēmas darbību. Galvenā cauruļvada remontu var veikt vairākos veidos. Tas var būt jebkura cauruļvada segmenta vai mazas sadaļas, kurā ir notikusi noplūde, vai arī esošajai caurulei piestiprināta plāksteris. Bet, pirms izvēlēties jebkuru remonta metodi, ir nepieciešams rūpīgi izpētīt noplūdes cēloni. Dažos gadījumos var būt nepieciešams ne tikai labot, bet arī mainīt caurules maršrutu, lai novērstu tā atkārtotu bojājumu.

Pirmajā remontdarbu stadijā ir jānosaka cauruļu sekcijas atrašanās vieta, kam nepieciešama intervence. Turklāt, atkarībā no cauruļvada veida, tiek noteikts vajadzīgo iekārtu saraksts un pasākumi, kas vajadzīgi, lai novērstu noplūdi, un nepieciešamie dokumenti un atļaujas tiek savākti, ja remontējamās cauruļu sadaļa atrodas cita īpašnieka teritorijā. Tā kā lielākā daļa cauruļu atrodas zem zemes, var būt nepieciešams izvilkt daļu no caurules. Pēc tam tiek pārbaudīts cauruļvada pārklājums vispārējam stāvoklim, pēc kura daļu pārklājuma tiek noņemta remonta darbiem tieši ar cauruli. Pēc remonta var veikt dažādus pārbaudes pasākumus: ultraskaņas testēšana, krāsu kļūdu atrašana, magnētiskā pulvera defektu noteikšana utt.

Lai gan dažos remontdarbos nepieciešama cauruļvada pilnīga izslēgšana, bieži vien pietiek ar pagaidu pārtraukumu no darba, lai izolētu remontējamās sekcijas vai sagatavotu apvedceļa līniju. Tomēr vairumā gadījumu tiek veikts remonts, kad cauruļvads ir pilnībā atvienots. Cauruļvada posma izolāciju var veikt ar aizbāzni vai aizbāzni. Tālāk, instalējiet nepieciešamo aprīkojumu un tieši veic remontu. Remonts tiek veikts uz bojātās vietas, izdalīts no vides un bez spiediena. Remonta beigās kontaktdakšas atver un atjauno cauruļvada integritāti.

Cauruļvadu aprēķināšanas un izvēles problēmu problēmu piemēri

Uzdevuma numurs 1. Cauruļvada minimālā diametra noteikšana

Stāvoklis: naftas ķīmijas rūpnīcā sūknis paraksilēns C6H4(CH3)2 pie T = 30 ° C ar tilpumu Q = 20 m 3 / h tērauda caurules sekcijas garumā L = 30 m. P-ksilola blīvums ir ρ = 858 kg / m 3 un viskozitāte μ = 0,6 cP. Tērauda absolūtais raupjums ε ir vienāds ar 50 μm.

Sākotnējie dati: Q = 20 m 3 / h; L = 30 m; ρ = 858 kg / m 3; μ = 0,6 cP; ε = 50 μm; Δp = 0,01 MPa; ΔH = 1,188 m

Uzdevums: nosakiet minimālo caurules diametru, kādā šajā rajonā spiediena kritums nepārsniegs Δp = 0.01 MPa (ΔH = 1,188 m P-ksilola kolonna).

Risinājums: plūsmas ātrums v un caurules diametrs d nav zināmi, tāpēc nav iespējams aprēķināt Reinoldsa skaitli Re vai relatīvo raupjumu / d. Ir nepieciešams ņemt berzes koeficienta λ vērtību un aprēķināt atbilstošo vērtību d, izmantojot enerģijas zuduma vienādojumu un nepārtrauktības vienādojumu. Tad, pamatojoties uz d vērtību, tiks aprēķināts Reinoldsa skaitlis Re un relatīvais raupjums ε / d. Tad, izmantojot Moody diagrammu, tiks iegūta jauna f vērtība. Tādējādi, izmantojot secīgu iterāciju metodi, tiks noteikta vajadzīgā diametra d vērtība.

Izmantojot nepārtrauktības vienādojuma formu v = Q / F un plūsmas laukuma formulu F = (π · d²) / 4, mēs pārveidojam Darcy-Weisbach vienādojumu šādi:

Tālāk mēs izteiksim diametru:

Tagad ļaujiet mums izteikt Reinoldsa numura diametru d:

Mēs veicam līdzīgas darbības ar relatīvo raupjumu:

Pirmajam atkārtojuma solim ir nepieciešams izvēlēties berzes koeficienta vērtību. Ņem vidējo vērtību λ = 0,03. Tālāk mēs veicam secīgu d, Re un ε / d aprēķinu:

d = 0,0238 · 5 √ (λ) = 0,0118 m

Re = 10120 / d = 857627

ε / d = 0,00005 / d = 0,00424

Zinot šīs vērtības, mēs veica apgriezto darbību un noteica berzes koeficienta λ vērtību, kas būs vienāda ar 0,017, izmantojot Moody diagrammu. Tad atkal mēs atrodam d, Re un ε / d, bet jaunā vērtība λ:

d = 0,0238 · 5 √ λ = 0,0105 m

Re = 10120 / d = 963809

ε / d = 0,00005 / d = 0,00476

Atgriežoties pie Moody diagrammas, mēs iegūstam rafinētu vērtību λ, kas ir vienāds ar 0.0172. Iegūtā vērtība atšķiras no iepriekš izvēlētā kopējā ar [(0,0172-0,017) / 0,0172] · 100 = 1,16%, tādēļ jaunajā iterācijas posmā nav vajadzības, un iepriekš atrastās vērtības ir pareizas. No tā izriet, ka minimālais caurules diametrs ir 0,0105 m.

Uzdevuma numurs 2. Avota datu optimālā ekonomiskā risinājuma izvēle

Stāvoklis: Lai īstenotu tehnoloģisko procesu, tika ierosinātas divas dažāda diametra cauruļvada versijas. Pirmais risinājums ietver lielākas diametra cauruļu izmantošanu, kas nozīmē lielas kapitāla izmaksask1 = 200 000 rubļu. Tomēr gada izmaksas būs mazākas un būs Ce1 = 30 000 rubļu. Otrajā variantā tiek izvēlēti mazākā diametra caurules, kas samazina kapitāla izmaksas Ck2 = 160000 rub., Bet palielina ikgadējās uzturēšanas izmaksas līdz Ce2 = 36000 rub. Abas opcijas ir paredzētas n = 10 darbības gadiem.

Bāzes līnija: Ck1 = 200 000 rubļu; Are1 = 30 000 rubļu; Ck2 = 160000 rub.; Are2 = 35 000 rubļu; n = 10 gadi.

Uzdevums: ir nepieciešams noteikt ekonomiski izdevīgāko risinājumu.

Risinājums: Acīmredzot otrā iespēja ir izdevīgāka zemāku kapitāla izmaksu dēļ, bet pirmajā gadījumā pastāv priekšrocība, jo pašreizējās izmaksas ir zemākas. Mēs izmantojam formulu, lai noteiktu papildu kapitāla izmaksu atmaksāšanās periodu, jo ietaupījumi ir saistīti ar uzturēšanu:

No tā izriet, ka ar kalpošanas laiku līdz 8 gadiem ekonomiskās priekšrocības būs otrās iespējas dēļ, jo zemākas kapitāla izmaksas, bet kopējās kopējās izmaksas abiem projektiem būs vienādas ar 8 darbības gadu, un pirmā iespēja būs izdevīgāka.

Tā kā cauruļvada ekspluatācija ir plānota 10 gadus, priekšrocība ir dot pirmo iespēju.

3. uzdevuma numurs. Cauruļvada optimālā diametra izvēle un aprēķināšana

Priekšnoteikums: Tiek projektētas divas ražošanas līnijas, kurās nešķīstošo šķidrumu ievada ar plūsmas ātrumu Q1 = 20 m 3 / h un Q2 = 30 m 3 / h. Lai vienkāršotu cauruļvadu uzstādīšanu un apkalpošanu, tika nolemts izmantot abām līnijām tāda paša diametra caurules.

Bāzes līnija: Q1 = 20 m 3 / h; Q.2 = 30 m 3 / h.

Uzdevums: Ir nepieciešams noteikt atbilstošo caurules diametru problēmas problēmas apstākļos d.

Risinājums: Tā kā cauruļvadam nav papildu prasības, galvenais atbilstības kritērijs būs iespēja sūknēt šķidrumu ar norādītajām izmaksām. Mēs izmantojam tabulāros datus par optimālajiem ātrumiem nejaušam šķidrumam spiediena cauruļvadā. Šis diapazons būs vienāds ar 1,5-3 m / s.

No tā izriet, ka ir iespējams noteikt optimālo diametru diapazonus, kas atbilst optimālo ātrumu vērtībām dažādiem plūsmas ātrumiem, un noteikt to krustošanās laukumu. Šā apgabala caurules diametrs neapšaubāmi atbilst piemērojamo prasību prasībām attiecībā uz uzskaitītajiem plūsmas ātrumiem.

Noteikt Q diapazona optimālo diametru1 = 20 m 3 / h, izmantojot plūsmas formulu, izsakot no tās caurules diametru:

Aizstāj optimālā ātruma minimālās un maksimālās vērtības:

Tas nozīmē, ka caurules ar diametru 49-69 mm ir piemērotas līnijai ar plūsmas ātrumu 20 m 3 / h.

Noteikt Q diapazona optimālo diametru2 = 30 m 3 / stundā:

Kopumā mēs redzam, ka pirmajā gadījumā optimālais diametrs ir 49-69 mm, bet otrais - 59-84 mm. Šo divu diapazonu krustojums un vajadzīgo vērtību kopums. Mēs iegūstam, ka divām līnijām var izmantot caurules ar diametru no 59 līdz 69 mm.

4. uzdevuma numurs. Noteikt ūdens plūsmas režīmu caurulē

Nosacījums: cauruļvads ar 0,2 m diametru, caur kuru ūdens plūst ar plūsmas ātrumu 90 m 3 / h. Ūdens temperatūra ir t = 20 ° C, pie kuras dinamiskā viskozitāte ir 1 · 10 -3 Pa · s, un blīvums ir 998 kg / m 3.

Sākotnējie dati: d = 0,2 m; Q = 90 m 3 / h; μ = 1 · 10 -3; ρ = 998 kg / m 3.

Uzdevums: Ir nepieciešams iestatīt ūdens plūsmas režīmu caurulē.

Risinājums: plūsmas režīmu var noteikt pēc Reinoldsa kritērija (Re) vērtības, kura aprēķināšanai vispirms ir nepieciešams noteikt ūdens plūsmas ātrumu caurulē (v). V vērtību var aprēķināt no apaļās caurules plūsmas vienādojuma:

Izmantojot plūsmas ātruma konstatēto vērtību, mēs to aprēķinām Reinoldsa kritērija vērtību:

Reinoldsa Re kritērija kritiskā vērtībakr attiecībā uz apaļajām caurulēm tas ir vienāds ar 2300. Iegūtā kritērija vērtība ir lielāka par kritisko vērtību (159680> 2300), tādēļ plūsmas režīms ir nemierīgs.

Uzdevuma numurs 5 Reinoldsa skaitļa noteikšana

Stāvoklis: uz slīpa piere, kuram ir taisnstūrveida profils ar platumu w = 500 mm un augstumu h = 300 mm, ūdens plūst, nepārsniedzot = 50 mm, līdz vārpstas augšējai malai. Ūdens patēriņš šajā gadījumā ir Q = 200 m 3 / h. Aprēķinos tiek pieņemts, ka ūdens blīvums ir ρ = 1000 kg / m 3, un dinamiskā viskozitāte ir μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Sākotnējie dati: w = 500 mm; h = 300 mm; l = 5000 mm; a = 50 mm; Q = 200 m 3 / h; ρ = 1000 kg / m 3; μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Uzdevums: Noteikt Reinoldsa kritērija vērtību.

Risinājums: Tā kā šajā gadījumā šķidrums pārvietojas taisnstūra notekas vietā apļveida caurulītē, turpmākiem aprēķiniem ir jāatrod līdzvērtīgs kanāla diametrs. Parasti to aprēķina pēc formulas:

Flabi - šķidruma plūsmas šķērsgriezuma laukums;

Ir skaidrs, ka šķidruma plūsmas platums sakrīt ar kanāla w platumu, bet šķidruma plūsmas augstums ir vienāds ar h-a mm. Šajā gadījumā mēs iegūstam:

Tagad kļūst iespējams noteikt ekvivalento šķidruma plūsmas diametru:

Tālāk mēs izmantojam plūsmas formulu, kas izteikta plūsmas ātruma un tās šķērsgriezuma laukuma izteiksmē, un atrodam plūsmas ātrumu:

Izmantojot iepriekš atrastās vērtības, kļūst iespējams izmantot formulu Reynolds kritērija aprēķināšanai:

Uzdevuma numurs 6. Cauruļvada spiediena zuduma lieluma aprēķināšana un noteikšana

Stāvoklis: ūdens sūknēšana tiek piegādāta gala lietotājam caur apļveida cauruli, kura konfigurācija ir parādīta attēlā. Ūdens patēriņš ir Q = 7 m 3 / h. Caurules diametrs d = 50 mm, un absolūtais raupjums ir Δ = 0,2 mm. Aprēķinos tiek pieņemts, ka ūdens blīvums ir ρ = 1000 kg / m 3, un dinamiskā viskozitāte ir μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Sākotnējie dati: Q = 7 m 3 / h; d = 120 mm; Δ = 0,2 mm; ρ = 1000 kg / m 3; μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Uzdevums: Aprēķināt spiediena zuduma vērtību cauruļvadā (Hop)

Risinājums: Pirmkārt, mēs atrodam cauruļvada plūsmas ātrumu, par kuru mēs izmantojam šķidruma plūsmas formulu:

Atrastais ātrums ļauj noteikt Reinoldsa kritēriju vērtību konkrētai plūsmai:

Galvas zuduma kopējā vērtība ir berzes zudumu summa, kad šķidrums pārvietojas caur cauruli (Ht) un spiediena zudumi vietējos pretestos (Hms)

Berzes zudumu var aprēķināt pēc šādas formulas:

L ir cauruļvada kopējais garums;

Atrodiet plūsmas ātruma galvas lielumu:

Lai noteiktu berzes koeficienta vērtību, ir jāizvēlas pareizā aprēķina formula, kas ir atkarīga no Reinoldsa kritērija vērtības. Lai to izdarītu, mēs atrodam cauruļu relatīvā nelīdzenuma vērtību pēc formulas:

e = Δ / d = 0,2 / 50 = 0,004

Tālāk mēs aprēķinām divas papildu vērtības:

10 / e = 10 / 0,004 = 2500

Iepriekš atrastā Reinoldsa kritērija vērtība ietilpst intervālā 10 / e 560 / e1, tad λ1 jāatrod ar šādu formulu:

Tagad kļūst iespējams atrast spiediena kritumu aizstātajā caurules sadaļā:

Aprēķiniet caurules hidraulisko pretestību, kas nomainīja bojāto (H2) Šajā gadījumā platība papildus spiediena kritumam berzes laikā (Ht2) rada arī spiediena kritumu vietējās pretestības dēļ (Hmc2), kas ir cauruļvada krasais sašaurinājums pie ieejas aizvietotajā daļā un strauja izplešanās pie izejas no tās.

Pirmkārt, mēs nosakām spiediena krituma lielumu berzes ietekmē nomainītās cauruļvadi. Tā kā diametrs ir mazāks un plūsmas ātrums paliek nemainīgs, ir nepieciešams atrast jaunu plūsmas ātruma v vērtību2. Vēlamo vērtību var atrast no izmaksu vienlīdzības, kas aprēķināta aizvietotai un paaugstināta, lai aizstātu vietni:

Reinoldsa kritērijs ūdens plūsmai sadaļā, kas ir iznākusi, lai aizstātu:

Tagad mēs atrodam relatīvo nelīdzenumu cauruļu sekcijai ar diametru 450 mm un izvēlas formulu berzes koeficienta aprēķināšanai:

560 / e2 = 560 / 0,00044 = 1272727

Re iegūtā vērtība2 atrodas starp 10 / e1 un 560 / e1 (22,727