Одномерное установившееся движение жидкости в трубе (см. рис.6.4) описывается уравнением Бернулли , где Z1, Z2 – геометрическая высота оси трубы в сечениях 1 и 2; w1 и w2 – скорости движения жидкости в сечениях 1 и 2; p1 и p2 – давление жидкости на оси трубы в сечениях 1 и 2; Dp – падение давления на отрезке 1-2; g – ускорение свободного |
Рис.6.4. Схема движения жидкости в трубе
падения. Уравнение Бернулли можно записать относительно напоров, разделив обе части на g.Скорость жидкости в трубопроводах невелика, поэтому кинетической энергией потока можно пренебречь. Выражение H=p/rg называется пьезометрическим напором, а сумма высоты Z и пьезометрического напора называют полным напором.
H0=Z + p/rg = Z + H. (6.1)
Падение давления в трубе представляет собой сумму линейных потерь давления и потерь давления на местных гидравлических сопротивлениях.
Dp = Dpл + Dpм. (6.2)
В трубопроводах Dpл=Rл L, где Rл – удельное падение давления, т.е. падение давление единицы длины трубы, определяемое по формуле д'Арси.
. (6.3)
Коэффициент гидравлического сопротивления l зависит от режима течения жидкости и абсолютной эквивалентной шероховатости стенок трубы кэ. Можно в расчетах принимать следующие значения кэ – в паропроводах кэ =0.2 мм; в водяных сетях кэ =0.5 мм; в конденсатопроводах и системах ГВС кэ =1 мм.
При ламинарном течении жидкости в трубе (Re < 2300)
. (6.4)
В переходной области 2300 < Re < 4000
. (6.5)
При
. (6.6)
Обычно в тепловых сетях Re > Reпр, поэтому (6.3) можно привести к виду
, где . (6.7)
Потери давления на местных сопротивлениях определяются по формуле
. (6.8)
Значения коэффициента местного гидравлического сопротивления x приводятся в справочниках. При гидравлических расчетах можно учитывать потери давления на местных сопротивлениях через эквивалентную длину.
.
Тогда , где a=lэкв/l – доля местных потерь давления.