Мета роботи

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 851

Визначення дослідним шляхом коефіцієнтів гідравлічного опору в трубопроводі при різних режимах течії рідини, їх порівняння з теоретичними величинами.

9.2 Основні теоретичні положення

При гідравлічному розрахунку нафто-, газо- і водопроводів, теплообмінників, систем збору, підготовки і транспортування нафти і нафтопродуктів необхідно визначити втрати питомої енергії. Втрати питомої енергії (втрати напору) зумовлені тертям рідини об стінки трубопроводу, тертям, яке виникає між шарами рухомої рідини, а також її перемішуванням.

Як показують дослідження, втрати напору при русі рідини по трубопроводу (втрати по довжині) залежать від режиму течії рідини (числа Рейнольдса Re), діаметраd, довжини трубопроводу l і швидкості руху рідини u і визначаються за формулою Дарсі:

. (10.1)

Для визначення втрат напору по довжині необхідно знати величину l .За фізичним змістом l показує, яку частину від швидкісного напору (u²/2) складають втрати на одиницю відносної довжини труби (L/d).

При усталеній ізотермічній ламінарній течії рідини в трубі круглого перерізу (Re<Re_кр) коефіцієнт гідравлічного опору (тертя) визначається за формулою Стокса:

, (10.2)

де ; n – кінематичний коефіцієнт в'язкості рідини.

При турбулентному режимі руху рідини відрізняють три зони тертя: гладкостінного, змішаного і шорсткого (квадратичного опору). Перша зона (гладкостінного тертя) має місце при

де D_e – абсолютна (еквівалентна) шорсткість поверхні труб.

Тут l визначається за формулою Блазіуса:

. (10.3)

В другій зоні - зоні змішаного тертя (10d/D_e < Re < 500d/D_e) на величину коефіцієнта гідравлічного опору впливає не лише число Рейнольдса, але і шорсткість. Для визначення коефіцієнта гідравлічного опору l в цій зоні може бути рекомендована формула Альтшуля

. (10.4)

Третя зона – зона квадратичного опору (Re > 500d/D_e) відповідає турбулентному режиму течії в шорстких трубах, коли коефі­цієнт l залежить лише від шорсткості. В цій зоні використовується формула Шифрінсона

. (10.5)

Із рівняння Бернуллі для горизонтальної прямолінійної дільниці трубопроводу сталого перерізу маємо

. (10.6)

Отже, втрати напору на тертя дорівнюють різниці п'єзометрич­них напорів в початковому і кінцевому перерізах досліджуваної дільниці.