Сооружая автономную водопроводную сеть для частного дома, необходимо задуматься о достаточно большом количестве параметров, которые сделают водопровод сетью, работающей долгое время и не требующей больших затрат на ее обслуживание. Один из важных факторов – скорость движения воды в трубопроводах водоснабжения.
Почему скорость должна быть определенного значения
Скорость воды в трубах учитывают при выборе материала и диаметра трубопровода
Если скорость недостаточная, на стенках труб будут осаждаться нерастворенные частицы, которые поступают с водой из скважины или колодца. Это приведет к заиливанию и уменьшению проходного сечения. В результате снизится напор и производительность всей системы в целом.
Если скорость воды в водопроводе большая, это приводит к увеличению давления перекачиваемой жидкости на стенки труб и их стыки. Велика вероятность, что в каком-то месте трубопровода со временем произойдет протечка.
Типовые значения скорости
Существуют рекомендованные значения скорости водяного потока в трубах водоснабжения, которые зависят от материала, из которого водопроводные трубы изготовлены, новые они или уже были в эксплуатации. Вот несколько зависимостей, которые помогут сделать правильный выбор.
| Скорость в пластиковой трубе м/сек | Скорость в стальной трубе, м/сек | ||
| новая | старая | ||
| 50 | 22 | 0,7 | 0,062 |
| 100 | 11 | 0,74 | 0,068 |
| 200 | 7,6 | 0,82 | 0,076 |
Скорость напрямую зависит и от диаметра труб. При этом любые жидкости, движущиеся по трубам, подчиняются законам физики. В водопроводе эти законы стремятся остановить движение воды. Сила, которая к этому прикладывается, называется силой сопротивления. Она ведет к потерям напора, а соответственно и к снижению скорости.
Обычно формулу скорости потока воды в трубопроводах, как таковую, не применяют нигде. Потому что нет смысла рассчитывать то, что уже доказано и находится в свободном доступе в таблицах. Ее принимают, как стандартную рекомендованную величину.
Сам параметр скорости потока воды в трубопроводах применяют для расчета нескольких характеристик водопроводной сети. К примеру, при расчете расхода воды или выбора диаметра труб.
Под водопроводом надо понимать сети питьевой воды, горячего водоснабжения и противопожарной системы.
Примеры расчетов
Чаще с помощью скорости рассчитывают расход воды или диаметр труб. Для этого используют формулу:
W= V×S, где W – расход, V – скорость, S – площадь сечения выбранных труб.
По одной из таблиц выбирается скорость движения воды. Если это пожарный водопровод, в нем данный параметр должен быть в пределах 3 м/с. Достаточно большое значение, но для водопровода этого типа величина усредненная, бывает и больше.
К примеру, надо рассчитать сечение трубы. Для этого дополнительно нужно определиться, сколько воды будет расходоваться через спринклеры или дренчеры противопожарной системы. Это также табличная величина, зависящая от защищаемой площади здания или сооружения. Пусть это будет пожарная система в одну струю, в которой обычно расход составляет 3,5 л/сек или 0,0035 м³/час.
- Зная все требуемые параметры водопровода, можно рассчитать сечение труб, которые будут монтироваться в сеть:
- S=W/V=0,0035:3 = 0,0012 м².
- Зная сечение трубы, можно подсчитать ее диаметр. Формула площади такова: S=πD²/4, отсюда формула диаметра:
D=√4S/π=√(4×0,0012:3,14)=0,0038 м или 38 мм. Такого значения диаметра труб не существует, поэтому надо выбрать стандартное большее — 40 мм.
Это самый простой пример. В реальности большинство водопроводных систем – это сложные схемы, в которых присутствуют отводы, подсоединяемые участки, установленная запорная арматура и прочие препятствия, которые снижают быстроту движения воды в водопроводе.
При этом во многих сетях установлены насосные станции, которые формируют производительность и напор.
Нередко в систему устанавливаются насколько насосных агрегатов, которые работают попеременно: по два, по три, по одному, в разных последовательностях включения и отключения.
В таких случаях расчет проводят ступенчато, для каждого участка по отдельности. При этом обязательно учитываются дополнительные коэффициенты, которые нивелируют полученные значения, а также потери напора на фитингах и в местах установки запорной арматуры.
Скорость потока
Скорость воды в трубе имеет два значения: у стенок она равна нулю, у оси — максимальный параметр. Чем дальше от оси, тем слабее движется вода.
Если рассматривать цилиндр, по которому движется жидкость, как воображаемую модель, можно сказать, что на воду внутри трубы не будут действовать никакие силы. Но в реальности все не так. Первая сила, которая действует на водяной поток, — сила трения о внутренние стенки трубопровода. Она уменьшается с отдалением от стенок.
Вторая сила – нагнетающая, действующая от насоса в направлении движении потока. Если этот параметр всегда неизменный, течение жидкости внутри трубы происходит ламинарно. Скорость остается неизменной, у стенок она равна нулю. Это идеальная ситуация.
На практике так случается редко. Факторов для этого много, к примеру, включение и отключение насоса, засорение фильтра и так далее. В таком случае у стенок трубопроводов скорость изменяется резко: то больше, то меньше с иногда огромной разницей. В остальной части эта характеристика изменяется меньше.
Многие интернет-порталы предлагают калькуляторы, с помощью которых можно рассчитать скорость потока жидкости, проходящей через цилиндр. Для этого потребуется всего лишь два параметра:
- внутренний диаметр трубы в мм;
- производительность водопровода, а точнее, объем жидкости, проходящей через трубу за определенный промежуток времени (м³/час).
Но в таких калькуляторах не учитывается материал, из которого трубы изготовлены, а также наличие или отсутствие фитингов, дополнительных контуров и запорной арматуры. Эти расчетные сервисы можно взять за основу, но точного значения от них ждать не стоит.
Решая вопрос, связанный со скоростью перемещения водного потока внутри водопроводной сети, необходимо четко определиться со сложностью системы, производительностью насосных станций и видами используемых труб. Проще всего – подобрать это значение по таблице, в которой показатели давно рассчитаны и гарантированно достоверны.
Формулировка закона Бернулли и его математическое выражение
Принцип Бернулли заложил основы знания о движении жидкости, которое впоследствии перешло в самостоятельную науку — гидродинамику.
Физическая сущность закона Бернулли
Швейцарский математик и физик Даниил Бернулли родился в 1716 году в Голландии.
За свою научную карьеру он получил звания Почетного члена Берлинской, Петербургской и Парижской академии наук, являлся членом Лондонского королевского общества.
Главным научным трудом ученого является работа «Гидродинамика, или изъяснение сил и движений жидкости», опубликованная в 1733 году. Именно в этой книге были описаны физические основы механики жидкости.
Закон, названный его именем, Бернулли сформулировал во время работы в России, изучая взаимосвязь давления жидкости с ее скоростью. В математическом выражении он определяется уравнением Бернулли. Давайте разберемся, в чем состоит сущность закона.
Для начала определим, что закон Бернулли рассматривает движение потока несжимаемой идеальной жидкости, на которую действуют только силы тяжести и силы упругости.
Идеальная жидкость — это жидкость, в которой полностью отсутствует внутреннее трение и теплопроводность, ввиду чего, она лишена касательных напряжений между соседними слоями.
Подобная идеализация применяется при рассмотрении течения в гидродинамике.
В законе Бернулли рассматривается стационарное течение жидкости — это движение слоев жидкости относительно друг друга и относительно ее самой, при котором скорость потока в некой конкретной точке не меняется, сохраняя свое постоянное значение. Давление при стационарном течении идеальной жидкости одинаково во всех поперечных сечениях трубки тока.
Для наглядности рассмотрим стационарное течение идеальной жидкости по трубе переменного сечения. В одном месте сечение этой трубки равно S1, а в другом — S2.
При стационарном потоке через все сечения за определенный промежуток времени пройдет одинаковый объем жидкости, так как в ином случае, невозможность сжатия привела бы к ее разрыву.
Таким образом, мы получаем уравнение неразрывности струи, определяющее соотношение между скоростью течения (v) и площадью сечения (S): S1v1=S2v2
Источник: getclass.ru
При этом скорость давление в сечении S1 меньше, чем в сечении S2. Как вы думаете, в каком из сечений скорость течения жидкости будет больше? Казалось бы, что по логике, скорость должна увеличиваться в том месте, где больше давление. Однако, согласно закону Бернулли, скорость увеличивается с уменьшением площади сечения. В этом-то и состоит парадоксальность принципа.
Закон Бернулли гласит, в тех участках течения жидкости или газа, где скорость больше, давление меньше, и наоборот, с увеличением давления жидкости, протекающей в трубе, скорость ее движения уменьшается. То есть, где больше скорость (v), там меньше давление (p).
Чтобы убедиться в этом, достаточно провести небольшой опыт из подручных средств. Возьмите два шара одного размера и подвесьте их так, чтобы между ними сохранялось небольшое расстояние.
Подуйте между шарами или пустите воздух из фена. Шары вместо того, чтобы отдалиться, притянутся друг к другу.
Это прямое следствие описанного закона, так как в том месте, куда вы дули, давление стало уменьшаться, а скорость шаров возросла, приблизив их друг к другу.
Источник: getclass.ru
Закон Бернулли как следствие закона сохранения энергии
- Из уравнения неразрывности следует, что в идеальной жидкости сумма статистического и динамического давлений и скоростного напора постоянна в любом сечении вдоль трубы. Являясь следствием закона сохранения, вывод уравнение Бернулли для элементарной струйки жидкости выглядит так:
- ( frac{
ho v^2}{2} +
ho g h + p = mathrm{const}), - где (~
ho) — плотность жидкости, (~v) — скорость потока, (~h) — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости, (~p) — давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости, (~g) — ускорение свободного падения.
При этом давление P — это статическое давление, которое получается в результате взаимодействия соседних слоев жидкости. Величина ρv2/2 — это динамическое давление, обусловленное движением жидкости, а ρgh — это давление, образованное массой вертикального столба жидкости высотой h, создаваемое силой тяжести.
- Все эти величины имеют специальные обозначения, где h — высота положения или геометрический напор, P / ρ∙g — пьезометрический напор, v2 / 2g — скоростной напор.
- Сумма трех слагаемых уравнения называется полным напором (H), то есть для идеальной жидкости при стационарном течении сумма трех напоров: геометрического, пьезометрического и скоростного есть величина постоянная вдоль струйки.
- Для трубы, расположенной горизонтально, где величина высоты остается неизменной, уравнение Бернулли упрощается и выглядит так:
- ({ extstylefrac{
ho v^2}2}+p=mathrm{const})
Проявление закона Бернулли в жизни
Закон Бернулли описывает одно из основных свойств гидравлики. Эффект, описанный швейцарским ученым, широко проявляется в природе и быту. Также широко его применение в технике. На основе принципа Бернулли работают такие приборы, как пульверизатор, водоструйный насос, аэрограф.
Чтобы понять механизм устройства, рассмотрим строение пульверизатора, которое включает в себя вертикальную трубку и горизонтальное сопло.
Вертикальную трубку опускают в жидкость, в то время как по соплу пропускают воздух. Атмосферное давление, которое больше давления в струе воздуха, заставляет жидкость подниматься по трубке.
Следовательно, при попадании в струю воздуха, происходит распределение жидкости.
Источник: dststone.ru
В повседневной жизни закон Бернулли можно наблюдать, сидя у камина. При сильном ветре скорость воздушного потока возрастает, и, соответственно, падает давление. И так как давление воздуха в комнате выше, пламя, уходит вверх по дымоходу.
Это свойство используется и в аэродинамике для объяснения того, как возникает подъемная сила самолета или другого летательного аппарата, которое тяжелее воздуха.
В истории имеются и случаи отрицательного проявления закона. В 1912 году произошло столкновение океанского парохода «Олимпик» с гораздо меньшим по масштабам крейсером «Гаук», который плыл параллельно пароходу на расстоянии около 100 метров.
Вдруг «Гаук» резко двинулся прямо на «Олимпик» и протаранил его силой удара. Так как два корабля были друг к другу слишком близко, скорость воды между ними стала больше, чем с другой стороны, вызвав дополнительную силу.
Следовательно, вместо того, чтобы отдалиться, корабли притянулись друг к другу, что и стало причиной катастрофы.
Источник: wikipedia.org
В природе закон Бернулли проявляется во время урагана, когда из-за сильного ветра с домов слетают крыши.
Это происходит, потому что скорость, с которой движется воздух вверху, очень большая, тогда как на чердаке она равна нулю.
Как вы уже узнаете, там, где скорость потока больше, давление меньше, а там, где скорость меньше, давление больше. В результате образовавшейся разности давлений ураган и срывает кровлю.
Существует еще большое количество интересных примеров, изучение которых во многом упрощает усвоение закона Бернулли. Если вам нужно определить проявление закона в каком-то конкретном явление, обращайтесь к специалистам сервиса Феникс.Хелп, которые помогут решить задачу любой сложности.
Трубопроводный пассажирский транспорт: 170 лет экспериментов и большие надежды — ТЭК 360
Одним из самых многообещающих видов транспорта в ближайшие десятилетия может стать контейнерный трубопроводный. Это когда по трубам мчатся специальные капсулы с грузом внутри, и даже с пассажирами.
Этот вид транспорта может составить конкуренцию авиации по скорости, а железной дороге — по дешевизне перевозок. Это будущее, которое опирается на удивительные примеры и идеи прошлого и достижения настоящего.
Идея перемещать нечто в трубе под давлением воздуха появилась очень давно — когда человек взял в рот трубку и обнаружил, что через нее можно выдуть ягоду с ядовитой колючкой, которая улетит довольно далеко.
Но о пневматическом транспорте в современном понимании первым задумался французский естествоиспытатель Дени Папен, который в 1667 году исследовал поведение поршней в цилиндрах. С одной стороны к поршню прилагалось избыточное давление, в другом случае перед поршнем создавалось разряжение. Поршень двигался с разной скоростью. Характер его движения и изучал Папен.
И по ходу дела молодой ученый пришел к интересной идее: если цилиндр сделать очень длинным, то есть попросту взять трубу, то по ней можно будет послать цилиндр с вложенным в него почтовым сообщением или посылкой… К сожалению, эта идея не получила развития ни у самого Папена, ни у его современников.
Лишь только спустя целый век, в 1792 году, идея посылать сообщения по трубе была применена на практике в Вене, которая к тому времени была одной из самых блистательных столиц мира.
Городу изрядно вредили пожары, и для оперативной борьбы с ними на колокольне собора Святого Стефана велось круглосуточное дежурство. Внизу же сидел курьер, который, получив сообщение с колокольни, отправлялся предупредить соответствующую пожарную бригаду.
Наблюдателю приходилось долго спускаться по крутой лестнице, и тогда придумали посылать сообщение по специальной трубе. Эта система работала до 1855 года.
В 1854 году Иосия Кларк запатентовал первую городскую пневмопочту как способ перемещения грузов по трубам посредством давления воздуха и вакуума. Он проложил свою систему в Лондоне между биржей и телеграфом, ее длина была всего 200 метров, но она продемонстрировала удобство и выгоду данного инженерного решения. В маленьких контейнерах посылались телеграммы, письма, ценности.
Пневматическая почта, которая использует такие небольшие контейнеры, пережила века и до сих пор используется там, где нужно отправить физические предметы, например денежные купюры. Так отправляют и получают кассиры деньги во многих крупных торговых центрах по всему миру.
Но еще интереснее другое достижение позапрошлого века — пневматическая дорога в Баттерси. Она была запущена в Британии в феврале 1863 года. На этот раз диаметр почтовой трубы составлял 30 дюймов, то есть 76 сантиметров.
По трубе двигались особые тележки на колесах с резиновыми колесами.
Чтобы продемонстрировать систему, в тележки даже ложились сотрудники компании, и через минуту они благополучно прибывали с железнодорожной станции на почтовый терминал.
Эта дорога просуществовала всего лишь 11 лет, но идея не умерла. Просто был понятно, что 76 сантиметров — слишком маленький диаметр для пассажирской капсулы, а трубы большего диаметра тогда стоили баснословно дорого.
Однако к началу ХХ века технологии заметно продвинулись вперед. Все больший интерес инженеры обращали на электрические системы.
Тогда возникла идея электромагнитного поезда, который бы висел над дорогой, поддерживаемый магнитными силами.
Эту идею практически одновременно взялись разрабатывать американский изобретатель Эмиль Башле, и российский ученый-физик Борис Вейнберг, работавший в Томском технологическом институте.
Башле создал работавшую модель открытого поезда, а Вейнберг предложил отправлять капсулы с пассажирами в трубе, где создавался вакуум. По расчетам и на основании модельных опытов получалось, что капсулы способны разогнаться почти до 1000 км в час.
Вейнберг с коллегами собрал действующую модель и опубликовал свои разработки в российской и зарубежной печати.
К сожалению, для обоих изобретателей, которые продемонстрировали свои модели в 1914 году, спустя несколько месяцев началась Первая мировая война.
Вновь к идее пассажирского трубопроводного транспорта вернулись в 60-е годы, причем сразу в нескольких странах. Разрабатывалась в числе прочих система городского пневматического движения, обеспечивающая скорость около 80 км/час, с расстояниями между станциями около 2 км.
Однако расчеты показали, что пневматическая система, выгодная в черте города, не сможет конкурировать с метро, и гораздо целесообразнее пустить ее на расстояния в 200–500 километров. Это очень неудобное расстояние — оно достаточно большое для поезда и слишком короткое для реактивной авиации.
Но идеи не нашли инвесторов в эпоху дешевой нефти и угля.
Долгий путь развития прошла и схема Башле, пока в 2004 году в Китае не началась коммерческая эксплуатация поездов-магнитопланов в Шанхае на 30-километровом участке от центра города до аэропорта. Магнитоплан идет там со скоростью до 430 км/час.
Однако эксплуатация этой схемы выявила определенные проблемы — в частности, на таких скоростях стремительно растет сопротивление воздуха, а трасса для вагона стандартных размеров обходится крайне дорого.
Возможно, поэтому в 2010 году китайские инженеры высказали идею возвращения к схеме Вейнберга, то есть магнитоплана в вакуумной трубе, который мог бы разгоняться до 1000 км/час.
В 2012 году американский предприниматель Элон Маск выступил с идеей строительства аналогичной системы в США, для начала построив трубопроводную трассу диаметром 2,2 метра между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско (длиной 550 км), так же создавая в трубе частичный вакуум и разгоняя поезда до скорости около 1000 км/час. Поступательное движение будет обеспечиваться электромагнитным способом, а вот «висеть» в трубе капсулы будут за счет оставшегося в трубе воздуха. Однако это первоначальные планы, которые могут измениться в ходе разработки конкретных технических решений.
Достоинство трубопроводного пассажирского транспорта заключается прежде всего в том, что он может использовать относительно короткие капсулы, которые будут подаваться в систему с очень высокой частотой — чаще, чем подходят вагоны метро.
Таким образом, пассажирам не нужно задумываться о расписании движения транспорта. Он будет напоминать бусы в трубке, что облегчает управление всей системой.
Размер капсул может быть соизмерим с автомобилями суперкомпакт-класса — типа Mini или «Оки», размеры которых (без колес) совпадают с сечением стандартных труб диаметром 1420 мм.
Это означает, что изготовление собственно трубопроводов для такой системы не является чем-то технически недостижимым: опытную систему можно сделать на основе уже выпускающегося типоразмера труб. А короткая база капсул, то есть их длина, позволяет допускать достаточно заметные искривления трассы, вписывая ее в окружающую среду.
Энтузиазм инженеров понятен — такой вид транспорта обладает высокой пропускной способностью и может питаться от самых разных источников электроэнергии.
А наличие мощного и развитого производства труб обеспечивает такие проекты экономически целесообразной основой для создания магистралей.
Можно сказать, что все детали транспортной сети будущего уже готовы, главное — сложить их теперь оптимальным способом.
1.1 Движение жидкости в напорных трубопроводах
- Расчетная формула числа Рейнольдса Re в общем виде:
- где — плотность среды, кг/м3; — характерная скорость, м/с; — гидравлический диаметр, м; — динамическая вязкость среды, Па·с или кг/(м·с); — кинематическая вязкость среды (), м2/с; — объёмный расход потока, м3/с; — площадь сечения канала, например, трубы, м2.
- Для труб круглого сечения расчетная формула числа Рейнольдса Re будет:
- V — характерная скорость, м/с;
- d — внутренний диаметр трубы, м;
- — кинематическая вязкость среды (), м2/с;
Расход
Разберемся, как выглядит расчет расхода жидкости через трубу. Задача имеет большую практическую ценность: она непосредственно связана с расчетами водопроводов при известном количестве сантехнических приборов.
Полиэтиленовые трубы — преимущества и недостатки
Должны огорчить вас: простой и универсальной методики расчета не существует. Почему?
Просто потому, что при выполнении полного гидродинамического расчета своими руками нужно учитывать огромный ряд факторов:
- Коэффициент трения внутренней поверхности трубы. Очевидно, что шероховатая, покрытая отложениями сталь будет оказывать движению воды куда большее сопротивление, чем гладкий полипропилен.
Снимок позволяет оценить зарастание стальной трубы.
- Длина трубопровода. Чем большее расстояние предстоит пройти жидкости, тем большим будет падение напора из-за торможения потока о стенки, тем сильнее уменьшится расход.
- Диаметр трубопровода влияет на течение вязкой жидкости по трубам куда более сложным образом, чем это может показаться. Чем меньше сечение, тем большее сопротивление труба оказывает потоку. Причина – в том, что с уменьшением диаметра изменяется соотношение ее внутреннего объема и площади стенок.
Обратите внимание! В толстом трубопроводе ближняя к стенкам часть потока выполняет роль своеобразной смазки для его внутренней части. В тонком же толщина слоя этой смазки оказывается недостаточной.
- Наконец, каждый поворот трубопровода, переход диаметра, каждый элемент запорной арматуры тоже влияет на расход жидкости в нем, тормозя поток.
Повороты и элементы запорной арматуры вызывают падение напора.
Нужно понимать, что все перечисленные факторы влияют на результат вовсе не на единицы процентов: скажем, для новой стальной трубы с полированной внутренней поверхностью и для заросшей отложениями (даже без учета падения просвета) гидродинамическое сопротивление отличается более чем в 200 раз.
Для профессионалов все необходимые для гидравлического расчета трубопровода с учетом его полной конфигурации, материала и возраста данные приводятся в таблицах Ф.А. Шевелева. На основе этих таблиц создано много онлайн-калькуляторов, позволяющих выполнить расчет с той или иной степенью достоверности.
Есть, однако, одна лазейка, позволяющая существенно упростить самостоятельные расчеты. При расходе жидкости через отверстие, пренебрежимо малое по сравнению с подводящей жидкость трубой (что, собственно, мы и наблюдаем при работе большинства сантехнических приборов), действует закон Торричелли.
Эванджелиста Торричелли, один из основоположников гидродинамики.
Согласно этому закону, в описанном случае действует формула V^2=2gH, где V – скорость потока в отверстии, g – ускорение свободного падения (9,78 м*с^2), а H – высота столба над отверстием или, что то же самое, напор перед ним.
Справка: 1 атмосфера (1 кгс/см2) соответствует напору водяного столба в 10 метров.
Как скорость потока в отверстии увязывается с расходом? В нашем случае инструкция по расчету проста: через отверстие с площадью сечения S пройдет объем жидкости, равный произведению S на скорость потока V.
Давайте в качестве примера рассчитаем расход воды через отверстие диаметром 2 сантиметра при напоре в 10 метров, соответствующем одной атмосфере избыточного давления.
Обзор металлопластиковых труб для горячего водоснабжения
- V^2=2 х 9,78*10 = 195,6
- V равно квадратному корню из 195,6. Результат (13,985706 м/с) для простоты расчетов округлим до 14 м/с.
- Площадь сечения отверстия с диаметром в два сантиметра согласно приведенной выше формуле равна 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 м2.
- Расход, стало быть, будет равным 0,000314159265*14=0,00439822971 м3/с.
Для удобства переведем его в литры: поскольку 1 кубометр равен 1000 литров, в сухом остатке будет результат в 4,4 литра в секунду.
Для полноты картины приведем некоторые справочные данные.
| Сантехнический прибор | Средний расход воды, л/с |
| Умывальник с водоразборным краном | 0,1 |
| Умывальник со смесителем | 0,12 |
| Мойка со смесителем | 0,12 |
| Ванна со смесителем | 0,25 |
| Биде со смесителем и аэратором | 0,08 |
| Сливной бачок унитаза | 0,1 |
| Посудомоечная машина (набор воды) | 0,3 |
| Автоматическая стиральная машина | 0,25 |
Заметьте: при последовательном подключении все задействованные приборы создают нагрузку на общую подводку.
Физический смысл
Физический смысл – число Рейнольдса Re характеризует смену режимов течения от ламинарного к турбулентному. Re является критерием подобия течения вязкой жидкости.
Критерий назван в честь выдающегося английского физика Осборна Рейнольдса (1842—1912).
В настоящее время не существует строгого научно доказанного объяснения этому явлению, однако наиболее достоверной гипотезой считается следующая: смена режимов движения жидкости определяется отношением сил инерции к силам вязкости в потоке жидкости. Если преобладают первые, то режим движения турбулентный, если вторые – ламинарный.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Калькулятор перевода баррелей нефти в тонны и обратно
Режимы течения
Режим течения в динамическом пограничном слое зависит от числа Рейнольдса Re и может быть:
- Ламинарный режим – слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсации скорости и давления, все линии тока направлены параллельно.
- Турбулентный режим – течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости с пульсациями скоростей и давлений, наряду с основным продольным перемещением жидкости наблюдаются поперечные перемещения и вращательные движения отдельных объемов жидкости.
Эпюры скоростей
Как рассчитать необходимый диаметр трубы
Цель расчета диаметра трубопровода по расходу: Определение диаметра и сечения трубопровода на основе данных о расходе и скорости продольного перемещения воды.
Выполнить такой расчет достаточно сложно. Нужно учесть очень много нюансов, связанных с техническими и экономическими данными. Эти параметры взаимосвязаны между собой. Диаметр трубопровода зависит от вида жидкости, которая будет по нему перекачиваться.
Если увеличить скорость движения потока можно уменьшить диаметр трубы. Автоматически снизится материалоемкость. Смонтировать такую систему будет намного проще, упадет стоимость работ.
Однако увеличение движения потока вызовет потери напора, которые требуют создание дополнительной энергии, для перекачки. Если очень сильно ее уменьшить, могут появиться нежелательные последствия.
С помощью формул ниже можно как рассчитать расход воды в трубе, так и, определить зависимость диаметра трубы от расхода жидкости.
Когда выполняется проектирование трубопровода, в большинстве случаев, сразу задается величина расхода воды. Неизвестными остаются две величины:
Как законсервировать насосную станцию на зиму
- Диаметр трубы;
- Скорость потока.
Сделать полностью технико-экономический расчет очень сложно.
Для этого нужны соответствующие инженерные знания и много времени. Чтобы облегчить такую задачу при расчете нужного диаметра трубы, пользуются справочными материалами.
В них даются значения наилучшей скорости потока, полученные опытным путем.
Итоговая расчетная формула для оптимального диаметра трубопровода выглядит следующим образом:
d = √(4Q/Πw) Q – расход перекачиваемой жидкости, м3/с d – диаметр трубопровода, м w – скорость потока, м/с
Критическое значение
Переход к турбулентному режиму течения жидкости в пограничном слое определяется критическим значением числа Рейнольдса. Это обусловлено тем, что при возрастании скорости, участвующей в расчете числа Re, его значение растет. Таким образом, переход от ламинарного режима к турбулентному наблюдается при определенной скорости движения жидкости. Эта скорость называется критической Vкр.
Значение критического числа Re для различных элементов гидропривода
Понятие о движении жидкости
В предыдущей статье было подробно рассмотрено ключевое понятие для гидравлики – давление. Теперь, во второй части этой статьи, я постараюсь максимально просто рассказать про движение жидкости.
Для начала рассмотрим, какое бывает движение жидкости.
Существует большое количество различных классификаций и подходов к математическому описанию движения, но мы практически все это опустим, упомянем лишь, что в инженерной практике преимущественно рассматривается так называемое установившееся равномерное движение. Это означает, что мы рассматриваем поток жидкости как замороженную картинку. Обычно системы водоснабжения и канализации рассчитывают именно так, принимая при этом пиковую нагрузку (расходы). Кроме того отметим, что рассматриваем далее движение реальной жидкости (т.е. в ней действуют силы внутреннего трения). Это означает, что жидкость испытывает сопротивление своему движению, и тратит на движение свою энергию, которую называют напором жидкости.
Для нас также важно то, что движение жидкости может быть безнапорным и напорным.
Виды движения жидкости
Безнапорное движение: жидкость движется сверху вниз под действием силы тяжести. Сечение трубы (канала) при этом не полностью заполнено водой, имеется так называемая свободная поверхность жидкости. Так работает система канализации у нас дома в большинстве случаев.
Напорное движение: жидкость может двигаться не только сверху вниз, но и снизу вверх. Она движется под разницей напоров. Это подробно объясняется чуть ниже. Напорное движение характерно для системы водоснабжения.
Движение жидкости подчиняется двум основным уравнениям.
- Уравнение неразрывности потока жидкости
Q = ω · v
Q – расход жидкости; объем жидкости, проходящий через живое сечение потока ω за единицу времени. В системе СИ измеряется в м3/с. Поскольку 1 кубометр – это очень много, то обычно эту единицу измерения используют для рек. В инженерной практике оперируют [л/с], величиной, в 1000 раз меньшей. Так, обычно, умываясь, из смесителя к нам в руки направляется 0,1 – 0,2 л/с воды.
ω – живое сечение потока, м2. Живое сечение – та часть поперечного сечения трубопровода (или русла), которую занимает поток жидкости.
v – средняя скорость потока жидкости в живом сечении.
Дело в том, что если посмотреть на распределение скоростей частиц жидкости по сечению, например в напорном трубопроводе, то получится, что по центру скорость движения максимальна, а у стенок трубы равна 0. Т.е.
скорости не одинаковы, поэтому используют понятие средней скорости. Измеряется в метрах в секунду (м/c). Скорость движения воды в системах водоснабжения и водоотведения примерно 0,7 — 1,5 м/с
Пример. Какой расход движется по трубе внутренним диаметром 40 мм в напорном режиме, если средняя скорость потока составляет 1,2 м/c?
Решение: площадь живого сечения трубы = площадь круга диаметром 40 мм. Площадь круга: ω = 3,14*d²/4 = 3,14*0,04²/4 = 0,00126 м². Тогда расход: Q = ω·v = 0,00126 · 1,2 = 0,00151 м³/с = 1,51 л/с.
Здесь представим сразу упрощенный вид уравнения Бернулли для напорного движения жидкости, который используют для расчета трубопроводных систем. В нем пренебрегают скоростными напорами (кинетической энергией жидкости в сечениях потока) ввиду малости этих скоростей для систем водоснабжения и водоотведения.
Уравнение Бернулли составляют для любых двух сечений одного потока жидкости. Оно связывает между собой скорости движения жидкости и давления в этих сечениях.
- 2. Уравнение Бернулли
- Z₁ + H₁ = Z₂ +H₂ + hf
- Здесь: Z₁ – положение (отметка) сечения 1-1, выражается в метрах.
Как сделать фильтр для обсадной трубы своими руками
- H₁ – напор в сечении 1-1 (избыточное давление в сечении 1-1, выраженное в метрах столба жидкости H₁ = p₁/ρg)
- Z₂ – положение (отметка) сечения 2-2, выражается в метрах.
- H₂ – напор в сечении 2-2 (избыточное давление в сечении 2-2), выражается также в метрах
hf – общая потеря напора при движении жидкости от сечения 1-1 до сечения 2-2. Происходит за счет работы сил трения в жидкости. При определенных условиях зависит от шероховатости
Пример. Какой напор будет в точке установки смесителя (точка 2) при величине напора воды в точке подключения в квартиру (точка 1) равном 5 м? Потерю напора при движении расчетного расхода по указанному пути принять 2 м. Точка 1 расположена на высоте 1 м от пола, точка 2 расположена на высоте 0,5 м от пола.
Решение: Отметки записываются относительно плоскости сравнения. Это может быть абсолютно любая горизонтальная плоскость. В данном случае удобно принять за плоскость сравнения поверхность пола.
Z₁ + H₁ = Z₂ +H₂ + hf
1 + 5 = 0,5 + H₂ + 2, H₂ = 3,5м.
Отметим, что этот напор 3,5 м будет полностью потрачен в самом смесителе. В месте выхода воды из смесителя – атмосферное давление. Избыточное давление в этом месте равно 0 м.вод.ст.
Это выглядит довольно просто, однако сложность заключается в том, что в реальной жизни величину потери напора hf необходимо определять. Какие бывают потери напора, и как их определять – читайте третью статью в данном цикле
Течение в трубе
- При ламинарном течении жидкости в прямой трубе или канале постоянного сечения все линии тока направлены параллельно оси трубы, при этом отсутствуют поперечные перемещения частиц жидкости.
- При турбулентном течении в канале наряду с основным продольным перемещением жидкости в трубе наблюдаются поперечные перемещения и вращательные движения отдельных объемов жидкости.
- Зависимость режима течения от значения числа Re в гладких трубах:
- 2300 – Турбулентный режим
Кстати, прочтите эту статью тоже: Перевод объемного расхода в массовый и обратно
Обычно предполагается, что при числе Re выше 2300 образуется турбулентный режим.
Тем не менее, при значениях Re выше критического и до определённого предела наблюдается переходной (смешанный) режим течения жидкости, когда турбулентное течение более вероятно, но ламинарное в некоторых конкретных случаях тоже наблюдается — так называемая неустойчивая турбулентность. В трубах такой переходный интервал может достигать вплоть до Re = 2300—10 000.
Диаметр и давление
Еще один любопытный аспект поведения жидкости в трубе – взаимосвязь между скоростью потока и статическим давлением в нем. Она описывается законом Бернулли: статическое давление обратно пропорционально скорости потока.
- Наглядная демонстрация действия закона.
- Практическое применение этого закона нашло воплощение во многих современных механизмах.
- Приведем лишь пару примеров:
- Пневматический краскопульт работает именно за счет создаваемого в струе воздуха разрежения, которое буквально высасывает краситель из бачка и превращает его в переносимый на окрашиваемую поверхность аэрозоль.
- В элеваторном узле дома, подключенного к теплотрассе, разрежение в создаваемой соплом струе воды из подающего трубопровода вовлекает через подсос часть воды из обратки в повторный цикл циркуляции.
Схема работы элеватора.
ПОИСК
Решить предыдущую задачу, считая движение жидкости в трубопроводе турбулентным, при квадратичном законе сопротивления.
[c.139]
НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ ТУРБУЛЕНТНОГО ДВИЖЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДАХ И ДРОССЕЛИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТАХ ГИДРОСИСТЕМ
[c.326]
Установившимся турбулентным движением называется осред-ненное установившееся движение, поле осредненных скоростей которого постоянно. Примером установившегося турбулентного движения может служить турбулентное движение воды во всасывающей или напорной трубе центробежного насоса при по- стоянном числе его оборотов или турбулентное движение в трубопроводе, присоединенном к резервуару, уровень жидкости в котором поддерживается постоянным.
[c.106]
В учебном пособии рассмотрены основные вопросы совре менной гидромеханики статика, кинематика и динамика. Приведены выводы общих уравнений движения сплошных сред. Даны законы переноса импульса, тепла и вещества.
Изложена теория потенциального днижения как для плоских, так и для пространственных потоков. Рассмотрена сжимаемость газа при дозвуковых и сверхзвуковых течениях.
Освещены вопросы теории движения вязкой жидкости, подробно рассмотрены ламинарное и турбулентное движения в трубах и в пограничном слое. Дан метод расчета трубопроводов.
[c.2]
Движение воды в реках и в трубах, движение газа в трубопроводах и в проточной части машин, движение воздуха в атмосфере и многие другие виды движения жидкости и газа в природе и технике являются преимущественно турбулентными.
[c.15]
Если движение в обоих трубопроводах турбулентное, то
[c.362]
Распределение скоростей по живому сечению потока в трубопроводе при турбулентном режиме движения (по опытам) показано схематически на рис. 4.3, б. Для турбулентного режима нет теоретических решений распределения скоростей по сечению потока и определения потерь напора.
[c.46]
В сооружениях водоотведения, дренажа и удаления конденсата, в системах отопления широко применяют безнапорные трубопроводы, в которых поток жидкости имеет свободную поверхность.
Безнапорное движение жидкости может быть установившимся и неустановившимся, равномерным и неравномерным. Оно происходит под действием силы тяжести. Режим движения обычно турбулентный.
Ниже излагаются основы расчета безнапорных трубопроводов в условиях равномерного установившегося движения жидкости при турбулентном режиме.
[c.70]
Если при этом движение жидкости в трубопроводе происходит при турбулентном режиме в области гидравлически гладких труб и потери напора подсчитываются по формуле Блазиуса (4.54), то m = 1,75 и
[c.249]
В трубопроводах систем отопления, водоснабжения, вентиляции, газоснабжения и др. движение, как правило, является турбулентным, так как движущаяся среда (вода, воздух, газ, пар) имеет малую вязкость. Ламинарный режим возможен лишь в трубах очень малого диаметра. Более вязкие жидкости, например масла, могут двигаться ламинарно даже в трубах большого диаметра.
[c.154]
Уравнение (4.11) представляет собой общее выражение для потерь напора при равномерном движении жидкости в трубопроводах круглого сечения. Это уравнение в одинаковой мере применимо как к ламинарному, так и к турбулентному режиму. Кроме того, уравнение (4.11) можно представить в виде
[c.158]
В качестве примера расчета короткого трубопровода определим скорость истечения и расход для трубы длиной I и диаметром d при заданном напоре Н (рис. IX-10) и для той же трубы с присоединенным к ней сходящимся или расходящимся насадком (рис. IX-11 и IX-12) режим движения жидкости предполагается турбулентным.
[c.239]
Распределение скоростей по живому сечению потока в трубопроводе при турбулентном режиме движения, установленное опытным путем, показано схематически на
[c.52]
Верхнее критическое число Рейнольдса изменяется в довольно широких пределах.
Переход в турбулентный режим зависит (помимо скорости движения, вязкости и размера живого сечения потока) от ряда факторов, а именно от возмущений, создаваемых у источников питания трубопровода, от резкого изменения скорости, от шероховатости стенок трубы, от местных сопротивлений и т. д.
В лабораторных условиях удавалось сохранить ламинарный режим в трубопроводе при числах Рейнольдса, превышающих 12 000. Это обстоятельство необходимо иметь в виду при решении практических задач.
[c.52]
Заметим, что когда турбулентные области в трубе разрастаются, растет и сопротивление движению жидкости (в связи с ростом турбулентных касательных напряжений трения), при этом скорость и уменьшается.
Как только она делается меньше критической скорости, разросшиеся турбулентные области обращаются в ламинарные (или выносятся за пределы рассматриваемой части потока) после этого в связи с уменьшением потерь напора (обусловленным переходом турбулентного режима в ламинарный на отдельных участках трубы) скорость v увеличивается, причем турбулентные области снова, появляются и т. д. В связи с таким характером движения в переходной зоне, представить это движение на графике какими-либо определенными кривыми нет возможности. Исключение здесь могут составить только случаи, когда ламинарный режим затягивается и имеет место по длине всего трубопровода (см. прямую 2-3) или, когда в связи с особыми условиями движения турбулентный режим имеет место по длине всего трубопровода (см. линию 5 — 6).
[c.162]
Коэффициент сопротивления % зависит от характера движения жидкости и при турбулентном потоке — от шероховатости стенок трубопровода. Поэтому прежде чем определять потери давления в трубопроводе, необходимо установить характер движения жидкости. Коэффициент сопротивления X вычисляется по следующим формулам.
[c.17]
Вслед за возмущением, создаваемым упругой волной, начинается процесс течения жидкости через щель, образуемую краном. Если распространение упругой волны характеризуется колебательным движением жидкости, то процесс течения представляет собой поступательное движение ламинарного или турбулентного вида.
Скорость течения и, следовательно, расход жидкости будут определяться разностью давлений, установившихся перед распределительным устройством и в цилиндре под поршнем размерами щели, через которую происходит наполнение плотностью жидкости и коэффициентом расхода жидкости, учитывающим гидравлические потери.
Разность давлений определяется, в свою очередь, гидравлическими потерями, вызванными местными сопротивлениями и трением по всей длине трубопровода.
Следует заметить, что с поворотом крана или перемещением золотника размеры щели будут изменяться и соответственно будут изменяться расход и местные сопротивления, а следовательно, и гидравлические потери.
[c.206]
S —эквивалентный гидравлический импеданс активных и пассивных механи- ческих элементов насоса Z, 9 — гидравлическая емкость К,, учитывающая сжимаемость жидкости в камерах насоса и прилегающей части трубопроводов 10 — линейное гидравлическое сопротивление Лю, учитывающее утечки в насосе II — квадратичное гидравлическое сопротивление JS,i, учитывающее потери в трубопроводе при турбулентном режиме 12 — гидравлическая индуктивность г,2, учитывающая инерционность движения жидкости в системе 13 — линейное гидравлическое сопротивление Ли, учитывающее утечки в гидромоторе 14 — гидравлическая емкость ЛГц, учитывающая сжимаемость жидкости в камерах гидромотора и прилегающей части трубопровода 15 — эквивалентный гидравлический импеданс механической системы гидромотора и нагрузки Z, в
[c.45]
Различают два режима движения жидкости в трубопроводах ламинарное и турбулентное, причем переход от ламинарного к турбулентному потоку наступает при определенных условиях, характеризуемых числом (критерием) Рейнольдса Ре, представляющим собой безразмерную величину, связывающую среднюю скорость потока жидкости и, диаметр сечения й трубопровода (линейный размер канала) и кинематический коэффициент вязкости жидкости V.
[c.64]
Определить критическую скорость, при которой происходит переход от ламинарного режима движения к турбулентному, в трубопроводе диаметром / = 0,03 м при движении воды (v = 0,9-10 м /с), воздуха (V = 16,15-10 mV ) и глицерина (v = 4,1-10 mV ).
[c.135]
Если местная скорость в трубопроводе измерена в точке, расположенной на расстоянии (0,242 0,013)г от внутренней поверхности стенки трубы, где Рис. 11.1.
Схема трубки Пито г — внутренний радиус трубы в измерительном сечении, то при стабилизированном турбулентном движении жидкости полученная скорость является средней в сечении и тогда расход жидкости или газа определяется известной формулой
[c.159]
Наиболее удобным для экспериментального изучения турбулентного потока является течение жидкости по круглой цилиндрической трубе. Оно имеет также большое практическое значение, так как в большинстве технически важных случаев течение жидкости по трубопроводам турбулентно.
Вследствие этих причин движение жидкости в круглой цилиндрической трубе изучено к настоящему времени весьма полно. Результатами экспериментальных исследований течения по трубам приходится пользоваться не только в гидротехнике, но и при исследовании обтекания тел, находящихся в потоке.
Мы обратимся теперь к рассмотрению наиболее важных из этих результатов.
[c.488]
В большинстве процессов, происходящих при турбулентном напорном (в трубопроводах) и безнапорном (в каналах и реках) движении, определяющими являются низкочастотные пульсации.
[c.118]
Равномерное движение. Различие в характере поля скоростей при ламинарном и турбулентном движении сказывается и на зависимости потерь напора по длине при этих режимах движения.
Исследования потерь напора по длине при равномерном движении в прямолинейных трубопроводах показывают, что зависимость йдл от средней скорости V в логарифмических координатах на графике предстает в виде отрезков прямых линий (рис. 7.
1), уравнения которых имеют вид
[c.130]
Для различных частных случаев уравнение движения (16-16) может упроститься в связи с тем, что некоторые силы, входящие в него, оказываются или равными нулю, или получают пренебрежимо малую величину фавнительно с другими силами.
Например, при параллельно-струйном установившемся движении сила инерции / = 0 при напорном движении в трубопроводе эффект действия собственного веса G рассматриваемого объема жидкости по фавнению с эффектом действия сил давления Р оказывается ничтожным, и потому сила G из уравнения (16-16) может быть исключена в этом уравнении останутся только силы Т W I-, при ламинарном движении силы I часто могут оказаться пренебрежимо малыми фавнительно с силами Т при турбулентном безнапорном движении воды благодаря весьма низкой ее вязкости силы трения Т оказываются настолько малыми по фавнению с другими силами, что в уравнении (16-16) силами Г можно пренебречь, и т, д. Рассмотрим спфва простейшие случаи, когда на исследуемую жидкость действует только одна система определяющих сил (не считая сил инфции) при этом ограничимся рассмотрением только таких условий движения, при которых силы инерции соизмеримы с силами тяжести или силами внутреннего трения.
[c.527]
В трубопроводах систем отоп.1ения, вентиляции, газоснабжения, теплоснабжения, водоснабжения и др. движение, как правило, является турбулентным, так как движущаяся среда (вода, воздух, газ, пар) имеег малую вязкость.
Так, для газопроводов сети домового потребления числа Рейнольдса бывают обычно не ниже 3000, в городских сетях — не ниже 200 000, в вентиляционных сетях — не ниже 150 000, сетях сжатого воздуха— не ниже 400 ООО, в паропроводах центрального отопления— не ниже 30 000, а в паропроводах ТЭЦ достигают З-Ю — 5-10 .
Ламинарный режим для вэды и воздуха возможен лишь при их движении в трубах очень малого диаметра. Более вязкие жидкости, например масла, могу- — двигаться ламинарно даже в трубах значительного диаметра.
[c.154]
Если при движении жидкости в трубопроводе имеет место турбулентный режим в доквадратичной области шероховатых труб (практически весьма часто встречающийся случай), когда % = = / (е, Re), для расчета могут быть использованы установленные выше зависимости для квадратичного закона сопротивления с введением в них поправочного коэффициента р — на неквадратич-ность .
[c.225]
Таким образом, при турбулентном движении жидкости в трубах местная скорость на расстоянии 0,223г от стенки трубы равна средней скорости.
Это обстоятельство используется для измерения расхода жидкостей и газов в трубопроводах измерительный прибор (трубка Пито, вертушка) устанавливают в точке средней скорости, а замеренную величину последней умножают на площадь живого сечения трубопровода [2].
В широкой области изменения чисел Рейнольдса этот метод обеспечивает возможность измерения расхода с точностью 2 %.
При этом ошибка от установки измерительного прибора не в точке средней скорости, а на некотором расстоянии от нее при определении расхода не превышает 0,5 % Определение расхода в трубопроводе путем измерения скорости в одной точке можно рекомендовать для потоков, движущихся с большими скоростями, так как этот метод измерения не вызывает больших потерь напора.
[c.185]
Определение диаметра трубопровода d, обеспечивающего пропуск заданного расхода Q при известном располагаемом напоре Я. При ламинарном движении используется формула (60). В случае турбулентного движения задача решается графически путем построения зависимости Я = f(d) при заданном Q = onst (фиг. 111).
[c.658]
Ранее [17] установлено, что при критическом истечении однофазной жидкости влияние сжимаемости ок ывается определяющим при протекании процесса в области, автомодельной по числу Рейнольдса (Re), при этом влияние диссипативных сил в околозвуковой области течения становится исчезающе малым вследствие вырождения турбулентности.
Однако практическое использование этого эффекта в трубах при движении в них однофазных сред проблематично, прежде всего, из-за большой скорости звука в таких средах.
Кроме того, влияние этого эффекта при движении однофазной среды реализуется лишь на очень коротком участке трубы, примыкающем к выходному сечению трубы, так как скорость звука в адиабатном канале постоянного сечения при движении в нем однофазной среды достигается лишь один раз на выходе из канала.
Иначе обстоит дело со скоростью звука в двухфазном потоке как показано в [55], при одних и тех же параметрах торможения в зависимости от структуры двухфазного потока и степени термического и механического равновесия фаз в нем скорость звука может меняться в очень широких пределах.
Кроме того, в настоящее время теоретически обоснован и экспериментально подтвержден тот факт, что скорость звука в двухфазном потоке при определенном соотношении фаз может оказаться на два порядка ниже, чем в жидкой фазе.
Таким образом, трансзвуковой режим течения может быть достигнут на конечном участке длины трубопровода при умеренных значениях скорости звука (несколько десятков и даже несколько метров в секунду). В этом случае коэффициент сопротивления является функцией не только вязкости потока, но и его сжимаемости, определяемой числом Маха.
Более того, при движении с околозвуковой скоростью влияние wi nnaTHBHbLX сил становится исчезающее малым вследствие вырождения турбулентности. Уменьшение потерь на трение при больших массовых расходах отмечалось в опытах при движении двухфазной смеси в замкнутых контурах циркуляции [32]. Таким образом, при критическом истечении влияние сжимаемости
[c.119]
Местные потери полного давления возникают при местном нарушении нормального течения, отрыве потока от стенок, вихреобра-зовании и интенсивном турбулентном перемешивании потока в местах изменения кон-фигуращга трубопровода или при встрече и обтекании препятствий [вход жидкости (газа) в трубопровод расширение, сужение, изгиб и разветвление потока протекание жидкости (газа) через отверстия, решетки, дроссельные устройства фильтрация через пористые тела обтекание различных препятствий и т. п.]. Эти явления усиливают обмен количеством движения между частицами движущейся жидкости (т. е. трение), повышая диссипацию энергии.
[c.30]
Любой пленкообразующий материал, в том числе пермакол, может вызывать местную коррозию металла в точках, где в пленке имеются дефекты.
Факт уменьшения общей коррозии еще не означает увеличения срока службы трубопровода, так как язвенная местная коррозия может иметь более высокую скорость, чем равномерная коррозия металла в отсутствии защитной пленки. Необходимо исследовать эту сторону вопроса.
Далее, нужно выяснить поведение воокоподобной пленки пермакола в условиях высоких скоростей движения воды (влияние турбулентности потока), особенно в проточной части арматуры, коленах, тройниках и т. д. Несмачиваемая пленка мо-
[c.33]
Использз я для подсчета местных потерь нйпора метод эквивалентных длин при ламинарном режиме движения, мы тем самым принимаем линейный закон сопротивления, а при турбулентном режиме — закон, который имеет место для потерь напора на трение по длине. Пользуясь этим методом, можно расчет потерь напора в трубопроводе производить по суммарной длине действительных и эквивалентных участков трубопровода.
[c.97]
Обычно в поливных трубопроводах для капельного орошения (d = 0,016-f-0,05 м) на расстоянии от 0,06 до 4 м выполняйтея отверстия диаметром 1—3 мм, в которых устанавливаются через переходник капельницы. При изменении расхода по длине в трубопроводах (обычно из полиэтилена) систем капельного орошения создается турбулентное движение с максимальным значением Re[c.177]