Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя

Для знаходження коефіцієнта гідравлічного тертя неможливо відразу визначити зони гідравлічних опорів, бо невідомі швидкості руху води на ділянках трубопроводу, а значить числа Рейнольдса і режими руху. В такому випадку гідравлічний розрахунок трубопроводів виконуємо методом послідовних наближень. У першому наближенні допускаємо, що в усіх трубах режим руху води турбулентний, труби працюють у зоні квадратичного опору і коефіцієнти гідравлічного тертя в кожній трубі знаходимо за формулою Шифринсона:

Значення величини еквівалентної шорсткості приймаємо за довідником.

Для керамічних труб Ке=1,35.

Для приведення швидкостей руху води в трубах різних діаметрів до однієї використаємо рівняння нерозривності потоку:

Де V- середня швидкість потоку рідини, м/с.

ω-площа живого перерізу потоку, м².

Звідси швидкість руху води в кожній трубі визначається за формулою:

 

Для кожної ділянки трубопроводу визначаємо площу живого перерізу:

Визначення втрат напору по довжині.

Визначаємо втрати напору по довжині для кожної ділянки трубопроводу за вищенаведеною формулою:

Визначення втрат напору на місцевих опорах

Втрати напору на місцевих опорах визначаємо за формулою Вейсбаха:

, м.

Визначаємо коефіцієнти місцевих опорів:

-коефіцієнт входу з резервуара в трубу =0,5

- плавний поворот на 90°.

_{пл. пов}.=f(R/d)

Види труб	R/d
	1.5
Гладкі	0,22	0,18	0,14	0,11	0,08	0,11
Шорсткі	0,52	0,4	0,28	0,23	0,18	0,2

Оскільки за схемою R₁=d₁, відповідно R₁/ d₁=1. Для гладких труб _{пл. пов}.=0,22, для шорстких _{пл. пов}.=0,52.

-діафрагма:

Де ω₁-площа поперечного перерізу трубопроводу d₁=50мм.

ω_діаф- площа поперечного перерізу діафрагми;

n- відношення площі поперечного перерізу ω_діаф до площі поперечного перерізу ω₁

 

ε-коефіцієнт стиснення, визначається за довідником або за формулою:

ε	0,611	0,612	0,616	0,622	0,633	0,644	0,662	0,687	0,722	0,781	1,0
n		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

 

-поступове розширення:

Де кпр-поправковий коефіцієнт (коефіцієнт зм’якшення), залежить від кута конусності α.

<α=2β= 25 →kпр.= 0,62 за довідником.

500мм-довжина розширення згідно схеми.

α
kпр.	0,14	0,16	0,22	0,3	0,42	0,62

- різке звуження:

 

 

- різкий поворот:

D.mm
пов.	1,7	1,3	1,1		0,83

 

=0,98

 

- трійник

 

- пробковий кран

 

α
	0,05	0,29	0,75	1,56	3,1	5,47	9,68	17,3	31,2	52,6

 

α-за завданням; α=20град.

=1,56

 

 

- поступове звуження:

Де кпз-коефіцієнт пом’якшення, залежить від кута конусності.

<α=2β=34→ =0,215

tgβ=(d3-dвих)/(2*lвих)=0,3 β=arctg 0,3 =17

 

α
	0,4	0,25	0,2	0,2	0,3	0,4	0,6

 

=0,010438+0,004593+0,244257+0,000019+0,028629+0,049949+0,050968+0,079510+

+0,024717=0,5

 

0,5 =9,4

=18,8

V₃=4,3 м/с

V₁=0,64V₃=2,752м/с

V₂=0,0256V₃=0,11008м/с

Vвих=2,56V₃=11,008м/с

0,561334028·4,3²=10,38.