 |
Расчёт сопротивлений трубопроводов и включенных в них аппаратов
|
|
|
|
Под сопротивлениями понимают потери напора, эквивалентные затратам энергии потока на работу против сил трения, обусловленных вязкостью перекачиваемой среды.
Расчёт сопротивлений (потерь напора) в трубопроводе ведётся отдельно по каждому участку.
Всасывающий участок трубопровода.
Потери напора определяют по формуле
где 
- потери напора по длине на данном участке, м;
- потери напора в местных сопротивлениях, м.
Для расчёта коэффициента трения предварительно его значение для гидравлически гладких труб находят по формуле
Рассчитывают толщину вязкого подслоя по формуле
Абсолютная шероховатость трубы по формуле
Сравнивая величину абсолютной шероховатости с толщиной вязкого подслоя, приходим к выводу, что труба всасывающего трубопровода является гидравлически гладкой.
Следовательно λ=0,0164
Потери напора по длине составят
hl= 
м
На рассматриваемом участке трубопровода имеется два местных сопротивления: вход в трубопровод – обратный клапан (
), и один плавный поворот под углом 90º,- которое представляет собой нормализованый крутоизогнутый штампованный приварной отвод с малым радиусом гиба 
, где 
- наружный диаметр трубы. В этом случае коэффициент местного сопротивления 
. При повороте на 90º А=1,0, а при принятом отношении радиуса гиба трубы к её диаметру В=0,15. Следовательно, 
.
Определяем потери напора в местных сопротивлениях
Суммарные потери напора на всасывающем участке составят
Напорный участок трубопровода от насоса до теплообменника.
Находят коэффициент трения для гидравлически гладких труб по формуле Конакова
Толщина вязкого подслоя на данном участке будет равна
|
|
|
Принимают, что абсолютная шероховатость труб, используемых для всасывающей и напорной линий, одинакова. 
м
Толщина вязкого подслоя меньше абсолютной шероховатости т.е. труба на рассматриваемом участке является гидравлически шероховатой.Тогда коэффициент гидравлического трения определяют по формуле:
Следовательно λ=0,0243
Потери напора по длине составят
На данном участке имеется два местных сопротивления:
- плавных поворот под углом 
- резкий поворот под углом 
Потери напора в местных сопротивлениях составят
.
Суммарные потери напора составят
Расчёт потерь напора в теплообменнике
Коэффициент гидравлического трения в трубах теплообменника при Re>2300,рекомендуется считать по формуле Блазиуса
Толщина вязкого подслоя в трубах теплообменника составит
Принимают абсолютную шероховатость теполобменных труб такой же, как для всасывающей и напорной линий ( м).
Сравнивая величину абсолютной шероховатости с толщиной вязкого подслоя, приходим к выводу, что труба всасывающего трубопровода является гидравлически шероховатой. Гидравлический коэффициент трения может быть определён по формуле Френкеля
Следовательно λ=0,0185
Находим потери напора по длине в теплообменных трубах
= 
м
Расчёт потерь напора в местных сопротивлениях теплообменника.
Для расчёта потерь напора в местных сопротивлениях теплообменника необходимо вычислить площади сечения штуцеров, распределительной коробки и площадь поперечного сечения труб одного хода и рассчитать коэффициенты местных сопротивлений.
Для определения площади сечения штуцера принимают его диаметр равным диаметру труб напорного трубопровода, т.е.
Площадь сечения распределительной коробки одного хода теплообменника
где D – внутренний диаметр кожуха теплообменника, м.
Площадь поперечного сечения труб одного хода теплообменника 
|
|
|
Коэффициенты местных сопротивлений в теплообменнике:
· при выходе потока жидкости из штуцера в распределительную коробку (внезапное расширение)
· при входе потока жидкости из распределительной коробки в теплообменные трубы (внезапное сужение)
· при выходе потока жидкости из теплообменника в распределительную коробку (внезапное расширение)
· при входе потока жидкости из распределительной коробки в штуцер (внезапное сужение)
Для определения потерь напора в местных сопротивлениях теплообменника необходимо уточнить скорость воды в распределительной коробке аппарата. Из уравнения расхода
Потери напора в рассмотренных местных сопротивлениях теплообменника составят:
· при входе жидкости в распределительную коробку из штуцера
· при входе потока из распределительной коробки в ход теплообменника
· при выходе потока жидкости из теплообменных труб в распределительную камеру
· при выходе потока жидкости из распределительной камеры в штуцер
При переходе из одного хода теплообменника в другой поток делает 12 поворотов под углом 90°. В этом случае коэффициент местного сопротивления равен 
. Потери напора рассчитывают по скоростному напору в трубах
Потери напора в местных сопротивлениях теплообменника будут равны
Суммарные потери напора в теплообменнике составят
Напорный участок трубопровода от теплообменника до системы трубопроводов и аппаратов.
Коэффициент гидравлического трения равен
Толщина вязкого подслоя на участке будет равна
Толщина вязкого подслоя меньше абсолютной шероховатости, т.е. труба на рассматриваемом участке является гидравлически шероховатой. Тогда коэффициент гидравлического трения определяют по формуле Френкеля
следовательно 
Потери напора по длине составят
На этом участке трубопровода имеется одно местное сопротивление: плавный поворот на 90º.
Коэффициент местного сопротивления для плавного поворота на 90º, как и раньше принимают равным .
Потери напора в местных сопротивлениях будут равны
Общие потери на участке составят:
Суммарные потери напора в сети
.
Выбор типа и марки насоса
|
|
|
