Теоретические основы гидравлики. Часть III

Потери давления Δp или потери напора HV определяются с помощью таблиц и диаграмм (рис. 3). Этот материал носит рекомендательный характер, однако он позволяет оценить потери в трубопроводах, изготовленных из различных материалов.

Определите потери напора трубопровода длиной l = 150 и диаметром d = 80 мм при производительности Q = 25 м³/час. В трубопроводе находятся 4 колена по 90° DN 80 и 2 задвижки DN 80.

Рис.3: Скорость потока v и потери HV в прямых трубопроводах длиной 100 м.

Номограмма справедлива для стальных оцинкованных труб или гладких чугунных труб с покрытием.

Поправочные коэффициенты для труб из других материалов:

новые катаные трубы ≈ 0,85

трубы из меди или полимеров ≈ 0,7

старые стальные трубы ≈ 1,25

трубы с отложениями ≈ 1,7 (взять с диаграммы HV для фактического суженного поперечного сечения!)

Коэффициенты сопротивления различных элементов трубопроводной арматуры, при скорости потока 2,0 м/с:

Номинальный диаметр	50	65	80	100	125
Шиберная задвижка	0,7	0,9	1,2	1,5	1,9
Вентиль обыкновенный	12	16	20	25	31
Обратный клапан свободного выпуска	7,8	10,6	13,8	17	21
Приемный клапан с всасывающей сеткой	9,7	13,2	17,2	21	26
Колено трубы 90°	1	1,3	1,7	2,1	2,7

Решение:

Из диаграммы на рис. 3 мы берем значение для Q = 25 м³/час и диаметр трубы d = 80 мм.

Hv = 3 м/ 100 м

Из таблицы с коэффициентами сопротивления арматуры мы получаем для колена DN 80 1×90° значение 1,7 м, а для задвижки DN 80 — 1,2 м.

4 × 90° колено DN 80: 1,7 м × 4 = 6,8 м
2 задвижки DN 80: 1,2 м × 2= 2,4 м
труба длиной 150 м: = 150 м

6,8 м + 2,4 м + 150 м = 159,2 м

Потери напора составляют:

Hv = 3 м × 159,2 м / 100 м ≈ 4,8 м

Если имеются отдельные сопротивления типа колен, клапанов, фильтров и т. д., то из-за изменения потока также возникают потери напора. Они рассчитываются следующим образом:

Δp=ξρv²/2=Hvρg (10)

Составляющая сопротивления ξ отдельных профильных деталей и арматур может быть взята из приведенной ниже таблицы:

Удельное сопротивление	Коэффициент местного сопротивления ξ для номинальных диаметров DN
Удельное сопротивление	DN 32 и 40	DN 50 и более
Клиновая задвижка	2,50	2
Задвижки	0,3	0,35
Колено 90° с r/d = 1,5	-	0,55
Колено 90° с r/d = 2,5	-	0,3

Рис.4

Потери напора Hv в арматуре:

v — средняя скорость потока в базовом поперечном сечении, м/с

ξ — коэффициент сопротивления соответствующей детали трубопровода

Hv = ξv²/2g [м] Hv = Σξv²/2g [м] (11)

Суммирование значений ξ для всех видов арматур допускается только при одина- ковых номинальных внутренних диаметрах DN и значениях расхода Q.

Q = 25 м³/час l = 150 м d = 80 мм v = 1,5 м/с

4 × 90° колено DN 80 таблица: ξ = 4 × 0,55 = 2,2

2 задвижки DN 80 таблица: ξ = 2 × 0,35 = 0,7

Hv = (2,2+0,7)×1,5²(м/с)²/2×9,81 м/с²+(3 м×150 м/100 м)

Hv ≈ 4,8 м

По материалам компании GRUNDFOS