Файл: Рабинович, Е. З. Гидравлика учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 186

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

практическое значение и сравнительно мало освещен в литературе, рассмотрим его более подробно.

Таблица 29

Fo

0,1

0 ,2

0 ,3

0 ,4

0,5

0 ,6

0 ,7

0 ,8

1,9

1,0

F 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

232

5 1 ,0

1 9 ,8

9,61

5 ,2 6

3 ,0 8

1 ,8 8

1,17

0 ,7 3

0 ,4 8

А. Д. Альтшуль и В. М. Калицун рекомендуют учитывать уве­ личение сопротивления, вызываемое стыками, введением в расчет­ ные формулы для коэффициента гидравлического сопротивления трубопровода поправочного коэффициента К

 

 

 

 

кс=

Кк,

 

 

 

 

 

 

(4.82)

где кс — коэффициент

сопротивления

трубопровода

со

стыками;

к — коэффициент

сопротивления

трубопровода

без

стыков.

 

Для определения коэффициента

К

предлагается

формула

 

 

 

К = l +

x — f .

 

 

 

 

(4-83)

где £с — коэффициент сопротивления стыков; I — расстояние между

стыками (длина труб);

d — диаметр

труб.

можно

принимать

Значения коэффициента £с

в

этой

формуле

в зависимости от

технологии

сварки

по

табл. 30.

 

Таблица 30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения £ с при диаметре тр у б , мм

 

 

Вид стыка

200

300

 

400

500

600

700

 

800

900

 

 

 

 

С подкладными коль­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цами (6 = 5

мм) . .

0 ,0 6

0 ,03

 

0 ,0 1 8

0 ,0 1 3

0 ,0 0 9

0 ,007

0 ,006

0,005

Электродуговой и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

контактной

сварки

0 ,026

0 ,0 1 3 5

0 ,0 0 9

0 ,0 0 6

0 ,0 0 4

0 ,0 0 28

0,0 0 23

0 ,002

Коэффициент сопротивления стыков с подкладн-ыми кольцами

толщиной

6 = 5 мм можно

определять

также

по

эмпирической

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

380

 

 

 

 

 

 

(4.84)

 

 

 

 

 

 

d*/.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где d — диаметр трубопровода

в

мм.

 

 

 

 

 

 

Влияние подкладных колец на величину гидравлических сопроти­

влений в реальных

условиях действующих магистральных нефтепро­

водов исследовали Е. 3.

Рабинович и П.

Б. Кузнецов.

В результате

1 6 5


обработки большого числа экспериментальных данных ими была получена следующая формула для определения коэффициента К в уравнении (4.82):

К = 1 + 0 , 3 9 5 - ^ 1 , (4.85)

справедливая для всей области гидравлически гладких труб турбу­ лентного режима, наиболее часто встречающейся в нефтепроводном деле. При пользовании этой формулой расстояние между стыками I и диаметр труб d следует выражать в метрах.

Указанные исследования показали также, что сварные стыки без подкладных колец в трубопроводах больших диаметров при со­ временном уровне выполнения сварочных работ практически не увеличивают гидравлических сопротивлений, и поэтому их влияние можно не учитывать при расчетах.

Вход в трубу. В

том случае, когда труба присоединена к сосуду

под прямым углом и имеет острые входные кромки (рис.

112), можно

принимать

 

 

£ = 0,50,

(4.86)

 

 

 

при плавном

входе

(рис. ИЗ)

 

 

 

 

£ =

0,04 +

0,10;

(4.87)

в зависимости

от плавности

входа

(в среднем можно

принять £ =

= 0,08).

же труба присоединена под углом б (рис.

114), то

Если

 

£ = 0,505 + 0,303 sin б + 0,226 sin2 б.

(4.88)

Колена и закругления. Для колена без закругления (рис. 115) при трубах небольшого диаметра коэффициент сопротивления £ определяется по формуле

£ = 0,946 sin2-|- + 2,047 sin4

.

(4.89)

Значения £ для различных значений угла б приведены в табл. 31 (эти данные получены при опытах с трубами диаметром 30 мм; для труб большего диаметра £ значительно меньше).

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 31

6, градусы

20

40

60

80

90

100

120

140

£

0,045

0,14

0,36

0,74

0,98

1,26

1,86

2,43

В случае колена

с закруглением (рис. 116)

 

 

 

£=[0,131 +0Д63 ( +

) ” ] +

,

 

 

(4.90)

166


где d — диаметр трубы, a R3 — радиус закругления. Значения £, подсчитанные по этой формуле при угле закругления б = 90°,

даны в табл.

32.

 

 

 

 

 

 

Таблица 32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

 

Да

ь0,131 0,138 0,158 0,206 0,294 0,440 0,661 0,977 1,408 1,978

Коэффициент £ для плавного поворота может быть также опре­ делен по формуле Г. Н. Абрамовича:

 

£ = 0,73аб,

 

 

(4.91)

где а а b — коэффициенты, зависящие

от

радиуса

закругления

R3, диаметра

трубы d и угла поворотаа;

значения этих коэффициен­

тов находят

по графикам, приведенным

на

рис. 117

и 118.

Тройники. При определении коэффициентов сопротивления для тройников следует различать два случая — вход в магистраль (рис. 119) и выход из магистрали (рис. 120).

Соответствующие потери напора находятся по следующим фор­

мулам: в магистрали между сечениями 1— 1 и 2—2

 

К =

 

(4.92)

в ответвлении между сечениями

3—3 и 2—2 (вход в магистраль)

и 1 —1 и 3—3 (выход из магистрали)

 

^"отв =

£отв ~2g~'

(4.93)

Здесь v — средняя скорость в магистрали, подсчитанная по суммарному расходу <?сум, а £м и £отв — соответствующие коэффициенты

 

 

 

 

 

 

Таблица 33

 

 

Отношения расходов 0ОтВ/0Сум

 

 

циёиты

0,00

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

 

 

Для в х о д а

в м а г и с т р а л ь

 

 

Сотв

-1,2*

-0,4*

0,08

0,47

0,72

0,01

См

0,04

0,17

0,30

0,41

0,51

0,60

 

Для

в ых о д а

из м а г и с т р а л и

 

 

Сотв

0,95

0,83

0,89

0,95

1,10

1,28

См

0,04

-0,08 *

-0,05 *

0,07

0,21

0,35

* Отрицательные значения объяоняются увеличением напора в соответствующих на­ правлениях вследствие всасывающего действия сходящихся или расходящихся потоков жидкости.

167


сопротивлений, устанавливаемые в зависимости от отношения расходов.

Значения этих коэффициентов для входа в магистраль и выхода

из нее приведены в табл. 33.

 

121)

и пробковый кран

Дроссельный (поворотный) клапан (рис.

(рис. 122). Коэффициенты сопротивления £

в этих случаях зависят

от угла а ;

значения коэффициентов приведены в табл.

34.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 34

 

Значения £ для

 

 

Значения £ для

Угол

 

 

Угол

 

 

 

 

открытия а,

 

 

открытия а,

 

 

 

 

градусы

пробкового

дроссель­

градусы

пробкового

дроссель­

 

крана

ного

 

 

крана

 

ного

 

 

клапана

 

 

 

 

клапана

5

0,24

0,05

40

 

10,8

 

17,3

10

0,52

0,29

45

 

18,7

31,2

15

0,90

0,75

50

 

32,6

52,6

20

1,54

1,56

55

 

58,8

106

25

2,51

3,10

60

 

118

 

206

30

3,91

5,47

65

 

256

 

486

35

6,22

9,68

82,5

 

 

 

о о

Задвижка (рис. 123). Коэффициент сопротивления £ изменяется

в зависимости от степени открытия задвижки

~

(табл. 35).

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 35

 

Значения Сдля задвижки на

 

Значения

£ для задвижки на

Степень

 

 

Степень

 

 

 

 

открытия

малых

больших

открытия

 

малых

больших

h i d

h / d

 

 

трубах

трубах

 

 

трубах

трубах

 

(d < 0 ,5 м)

(d > 0,5 м)

 

( d < 0,5

м)

(d > 0 ,5 м)

13/ 72

43

41

B/l2

 

4,0

 

6,3

7/зв

35

35

11 h i

 

2,9

 

4,6

3/ 24

28

31

Ч 2

 

2,0

 

3,3

4 l

17

23

7/l2

 

1,1

 

1,5

х/з

7,9

12

2/з

 

0,87

 

0,77

3/8

5,5

8,6

1

 

0,5

 

0,05

Всасывающая коробка. Всасывающая коробка устанавливается в начале всасывающего трубопровода насосных установок. Для слу­

чаев,

когда

всасывающая коробка снабжена обратным клапаном

(рис.

124),

значения коэффициента сопротивления в зависимости

от диаметра

трубы могут быть взяты из табл. 36.

Если всасывающая коробка не имеет обратного клапана, коэффи­

циент £ определяется по формуле

 

£ = (0,675-f-1,575)

(4,94)

168


а

Рис. 116

Рис. 122

Рис. 123

Рис. 124

Таблица 30

d,

м

0,04

0,07

0,10

0,15

0,20

0,30

0,50

0.75

С

12

8,5

7

6

5,2

3,7

2,5

1,6

где

F — площадь

сечения

трубы;

Fc — суммарная

площадь

сече­

ний

отверстий сетки.

 

 

 

 

 

 

При приближенных расчетах для перечисленных местных сопро­ тивлений можно принимать, как средние, значения коэффициентов,

приведенные

в

табл. 37.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 37

 

 

 

 

 

Вид местного

сопротивления

 

 

Коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

сопротивле­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния £

В х о д в

т р у б у

без

з а к р у гл е н и я

в х о д н ы х

к р о м о к .........................

 

0,5

Т о ж е ,

н о

п р и

хо р о ш о

з а к р у гл е н н ы х к р о м к а х .............................

 

0,1

В ы х о д

и з тр уб ы

в с о су д б о л ь ш и х

ра зм е р о в

.................................

 

1,0

Р е зк и й

п о вор от

тр уб ы

без п е р е хо д н о го

з а к р у гл е н и я

п р и

у гл е

п о в о р о та

п р и м е р н о 90° ...........................................................................

 

 

 

 

 

1 ,2 5 -1 ,5

К ол е н о

(плавное

за к р у гл е н и е )

н а

тр уб е

с у гл о м б =

90?

п ри

Дз S a 2 d

..........................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

Т о ж е ,

п р и Я 3 S5 (3 ч - 7) о! .......................................................................

 

 

 

 

 

0,3

З а д в и ж к а

п р и

среднем

о т к р ы т и и

..........................................................

 

 

 

2,0

З а д в и ж к а

о тк р ы та я

...................................................................................

 

 

 

 

 

0,10

К р а н ....................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 - 7

В х о д во в са сы в аю щ у ю

к о р о б к у

с

обратн ы м

к л а п а н о м

.............

5 - 1 0

Данные о

коэффициентах

местных

сопротивлений для других

не рассмотренных здесь случаев могут быть взяты из более подроб­ ных курсов гидравлики или специальных гидравлических справоч­ ников.

§ 51. СЛОЖЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПОРА

Во многих случаях при движении жидкостей имеют место одно­ временно как потери напора на трение по длине, так и местные потери напора. Полная потеря напора определяется в этих случаях как ариф­ метическая сумма потерь всех видов.

Поэтому, например, полная потеря напора в трубопроводе дли­ ной L диаметром d, имеющем п местных сопротивлений, будет

t-1

170