Меню

Расчет падения давления жидкости

Онлайн расчет потерь напора по длине

Формулы для расчета потерь давления 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=πd 2 /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
  • Для переходного режима 2000
  • Для турбулентного течения Re>4000 универсальная формула Альтшуля. где к=Δ/d, Δ — абсолютная эквивалентная шероховатость.

Потери напора по длине трубопровода вычисляются по формуле Дарси — Вейсбаха.

Потери напора и давления связаны зависимостью.

Потери давления по длине можно вычислить используя формулу Дарси — Вейсбаха.

После получения результатов рекомендуется провести проверочные расчеты. Администрация сайта за результаты онлайн расчетов ответственности не несет.

Как правильно заполнить форму

Правильность заполнения формы определяет верность конечного результата. Заполните все поля, учитывая указанные единицы измерения. Для ввода чисел с десятичной частью используйте точки.

Источник

Примеры расчетов потерь давления

Оцениваем потери давления при выборе насоса

От источника питания исходит напряжение U, которое обеспечивает электрическую цепь энергией. Для гидравлического контура, ту же функцию выполняет напор насоса Н. Сопротивления R1 и R2 не позволяют свободно проходить электронам в цепи, подобно коэффициентам сопротивления Z1 и Z2, которые не позволяют свободно продвигаться молекулам воды.

В тех и других случаях сопротивления имеют последовательное соединение. Это значит, что их полное сопротивление будет равно их сумме R1+R2. Аналогично обстоят дела и с коэффициентом гидравлического сопротивления, для определения которого необходимо будет суммировать Z1 и Z2.

Произведя замеры на клеммах каждого электрического сопротивления, можно проследить за падением напряжения на данном сопротивлении ΔV. Подобным методом можно проследить и за падением давления ΔР, для измерения которого необходимо установить манометры на входе и выходе каждого гидравлического сопротивления.

Читайте также:  Управление горным давлением в шахте

В каждой точке электрической цепи сила тока l будет одинаковой. В свою очередь расход жидкости Qv в каждой точке гидравлического контура совпадет.

При увеличении сила тока l будет наблюдаться падение напряжения на каждом электрическом сопротивлении. Из этого вытекает закон Ома: U=RxI. Таким образом, для первого сопротивления падение напряжения будет равно: ΔV1=R1xI.

В свою очередь, при увеличении расхода жидкости Qv будет наблюдаться снижение давления на гидравлическом сопротивлении. Теперь попробуем связать между собой расход, падение давления и коэффициент гидравлического сопротивления.

Известно, что увеличение расхода, приводит к увеличению потерь в гидравлическом контуре. Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода жидкости. При увеличении расхода в 2 раза, потери давления повышаются в 4 раза.

Согласно схеме рис.94.2 видно, что при расходе Qv=3м3/ч сопротивления создадут потери давления ΔР1=1,8-1,6=0,2 бара. Если же мы удвоим расход, то потери давления, соответственно, увеличатся в 4 раза: ΔР2=1,8-1=0,8 бар.

Исходя из этого, можно вывести закон: ΔР= Z х Qv2

Теперь попробуем применять этот закон на практике, вначале рассчитав коэффициент Z1 согласно измерениям, отображенным на схеме рис.94.2 (ΔР1=0,2 бара, а Qv1=3 м3/ч).

Z1= ΔР1/ Qv12=0,2/32=0,022

Поскольку коэффициент гидравлического сопротивления нам уже известен, определим потери давления с учетом расхода равным 6 м3/ч:

ΔР2= Z1х Qv22=0,022х62=0,8 бар

Рассчитаем потери давления при следующих значениях расхода:

  • для 4 м3/ч ΔР= Z1 х Qv2=0.022х42=0,35 бар;
  • для 5 м3/ч ΔР= Z1 х Qv2=0,022х52=0,55 бар.

Можно рассчитать и другие значения, но имеющихся вполне достаточно для того, чтобы построить кривую гидравлического сопротивления для данного испарителя.

В нашем случае производитель испарителя предоставляет график (рис.94.3).

При наличии данной кривой, которая связывает потери давления с расходом на испарителе, для определения расхода жидкости необходимо будет измерить только перепад давлений?Р. Данный способ является очень эффективным, поскольку испаритель практически не подвержен загрязнению. При наличии данной кривой мы можем определить расход с высокой точностью.

Допустим, в результате наших измерений мы построили кривую рис.94.4, определили потери давления ΔРисп=0.2 бара и на кривой, построенной для модели испарителя kotz-03, установили, что расход равен 3 м3/ч.

Следует быть внимательными, и использовать только ту кривую, которая соответствует вашей модели испарителя. К примеру, для модели kotz-01 расход составит 1 м3/ч, а для модели kotz-02 – 2 м3/ч.

Предположим, что вам встретился график рис.94.5, на котором изображена прямая, а не кривая. Возможно, на первый взгляд на скажешь, но в данном случае речь идет об одном и том же испарителе. Присмотревшись к осям координат, мы увидим, что отмеченные на них отрезки неодинаковы и имеют разные величины. Перед собой мы видим логарифмическую шкалу, превращающую кривую в обычную прямую. По такой шкале проще определять значения,точность которых выше, особенно, при незначительных потерях давления.

Читайте также:  Питание лампы давления масла

Также необходимо обращать внимание на единицы измерения давления: бары, килопаскали или метры водяного столба. Так 2 м вод. ст=20 кпа=0,2 бар (рис.94.5). Следует также не забывать, что если гидравлический контур рассчитан на определенное значение расхода жидкости, не следует его превышать, поскольку возникнут серьезные проблемы.

Параллельная установка батарей воздухоохладителей

Предположим, что наша установка (рис.94.16) состоит непосредственно из холодильной машины и нескольких батарей воздухоохладителей (различных по конструкции и размерам) с уравнительными вентилями.

Источник

Расчет падения давления жидкости

В этой статье мы решим задачку на потерю напора в трубопроводе. Данная статья поможет вам понять, как идет сопротивление движению потока. На реальных цифрах, опишу алгоритм как это делать. Используем основные формулы.

Разберем простой пример с трубой, как видно на изображении в начале трубы насос потом идет манометр, который позволяет измерить давление жидкости в начале трубы. Через определенную длину установлен второй манометр, который позволяет измерить давление в конце трубы. Ну и в самом конце стоит кран. Эта схема достаточно проста, и я попытаюсь привести примеры. И так начнем.

Вообще существует не один способ как узнать потерю напора: Способ, когда известно давление вначале и в конце трубы, можно вычислить потерю напора по формуле: М1-М2=Давление, то есть эта разница между двумя манометрами. Допустим у нас получилось, грубо говоря 0,1 МПа, что составляет одну атмосферу. Это значит у нас потеря напора по длине составляет 0,1 МПа. Обратите внимание, мы можем указывать потерю напора по двум величинам, это по гидростатическому давлению, что составляет 0,1 МПа и по высоте напора водного столба в метрах, что составляет 10 метров. Как я не однократно говорил каждые 10 метров это одна атмосфера давления.

Существует ряд методов, как рассчитать потерю напора не имея манометров на трубах. Ученые исследователи приготовили для нашего пользования замечательные формулы и цифры, которые нам пригодятся.

Существует хорошая формула которая позволяет вычислить потерю напора по длине трубопровода.

h-потеря напора здесь она измеряется в метрах.
λ-коеффициент гидравлического трения, находится дополнительными формулами о которых опишу ниже.
L-длина трубопровода измеряется в метрах.
D-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах.
V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с 2
Читайте также:  Давление бензонасос на шевроле лачетти

А теперь поговорим о коэффициенте гидравлического трения.

Формулы нахождения этого коэффициента зависит от числа Рейнольдса и эквивалента шероховатости труб.

Напомню эту формулу (она применима только к круглым трубам):

V-Скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
D-Внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах.
ν-Кинематическая вязкость. Это обычно для нас готовая цифра, находится в специальных таблицах.

Далее находим формулу для нахождения коэффициента гидравлического трения по таблице:

Здесь Δэ — Эквивалент шероховатости труб. Эта величина в таблицах указывается в милиметрах, но вы когда будете вставлять в формулу обязательно переводите в метры. Вообще не забывайте соблюдать пропорциональность единиц измерения и не смешивайте в формулах разных типа [мм] с [м].

d-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости.

Также хочу подметить, что подобные величины по шероховатости бывают абсолютными и относительными или даже есть относительные коэффициенты. Поэтому когда если будете искать таблицы с величинами, то величина эта должа называться «эквивалентом шероховатости труб» и не как иначе, а то результат будет ошибочный. Эквивалент означает — средняя высота шероховатости.

В некоторых ячейках таблицы указаны две формулы, вы можете считать на любой выбранной, они почти дают одинаковый результат.

Таблица: (Эквивалент шероховатости)

Таблица: (Кинематическая вязкость воды)

А теперь давайте решим задачу:

Найти потерю напора по длине при движении воды по чугунной новой трубе D=500мм при расходе Q=2 м 3 /с, длина трубы L=900м, температура t=16°С.

Дано:
D=500мм=0.5м
Q=2 м 3 /с
L=900м
t=16°С
Жидкость: H2O
Найти: h-?

Решение: Для начала найдем скорость потока в трубе по формуле:

Сдесь ω — площадь сечения потока. Находится по формуле:

ω=πR 2 =π(D 2 /4)=3.14*(0,5 2 /4)=0,19625 м 2

Далее находим число Рейнольдса по формуле:

Re=(V*D)/ν=(10,19*0.5)/0,00000116=4 392 241

ν=1,16*10 -6 =0,00000116. Взято из таблицы. Для воды при температуре 16°С.

Δэ=0,25мм=0,00025м. Взято из таблицы, для новой чугунной трубы.

Далее сверяемся по таблице где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

Далее завершаем формулой:

h=λ*(L*V 2 )/(D*2*g)=0,01645*(900*10,19 2 )/(0,5*2*9,81)=156,7 м.

Ответ: 156,7 м. = 1,567 МПа.

Давайте рассмотрим пример, когда труба идет вверх под определенным углом.

В этом случае нам к обычной задаче нужно прибавить высоту(в метрах) к потери напора. Если труба будет идти на спуск в низ, то тут необходимо вичитать высоту.

Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:

Источник

Adblock
detector