Қурделі құбырдың гидравликалық есебі


Кесте – Эквиваленттік кедір-бұдырдың орташа мағыналары



жүктеу/скачать 2.87 Mb.
бет2/5
Дата03.07.2016
өлшемі2.87 Mb.
#174046
1   2   3   4   5

1 Кесте – Эквиваленттік кедір-бұдырдың орташа мағыналары


Материал мен құбырдың түрі

Құбыр қалпы

∆,мм

Шыны және түсті металдан жасалған, тартылған құбырлар

Жаңа, техникалық тегіс

0,005




Ескі (кірленген)

0,015

Тігіссіз болат құбырлар

Жаңа және таза, мұқият салынған

0,03




Бірнеше жыл пайдаланылғаннан кейін

0,20

Пісірмелі болат құбырлар

Жаңа және таза


0,05





Тазалаудан кейін аздан коррозиясы бар

0,15




Орташа тоттанған

0,50




Ескі тоттанған

1,0




Қатты тоттанған немесе үлкен шөгінділер бар

3,0

Мырыштанылған болат құбырлар

Жаңа және таза


0,15




Бірнеше жыл пайдаланылғаннан кейін

0,50

Шойын құбырлар

Жаңа

0,30




Пайдаланылған

1,0


Турбулентті режимде λ Рейнольдс санына және Δ/d- ға тәуелді болады. Бұл факторлардың әсер ету сипаты мен дәрежесі бойынша турбулентті режимде өтпелі аймақпен бөлінген гидравликалық тегіс және гидравликалық кедір-бұдырлы құбырлар аймақтарың ажыратады. Үйкелес коэффициенті λ қабырғалардың кедір-бұдырынан емес, тек қана Rе санынан тәуелді болса, мұндай құбырларды гидравликалық тегіс деп атайды. Бұл жағдайда үйкеліс коэффициенті λ Блазиус формуласы бойынша анықталады
. (7)
λ үйкелес коэффициенті сұйықтың (Rе санының) тұтқырлыған емес, тек қана салыстырмалы кедір-бұдырдан тәуелді болса, мұндай құбырларды әбден (толық) кедір-бұдыр деп атайды. Бұл жағдайда ұзындық бойынша қысым шығындары дәлме-дәл жылдамдықтың квадратына пропорциялы, осыған байланысты гидравликалық кедір-бұдырлы құбырлар квадратты кедергі аймағы деп атайды.

Квадратты кедергі аймақта λ үйкеліс коэффициентті тек қана салыстырмалы кедір-бұдырдың функциясы болады және Шифринсон формуласы бойынша анықталады


. (8)
Rе санына байланысты бір құбырдың өзі гидравликалық тегіс және әбден (толық) кедір-бұдырлы болуы мүмкін. Өтпелі аймақта λ Re-ден және салыстырмалы кедір-бұдырдан тәуелді болып, А.Д. Альтшуль формуласы бойынша анықталады
. (9)
А.Д. Альтшуль формуласын сұйықтың қозғалысының турбуленттік режимінің барлық турлерінде λ коэффициентін анықтауға қолдануға болады. Айта кетсек, барлық осы формулаларда (2) –(5) формулаларымен есептелетін эквиваленттік диаметр алынады ( құбыр дөңгелек қималы болған жағдайда ол, жоғарыда айтылғандай, геометриялық диаметрге тең ).
2.1.2 Жергілікті кедергілердің коэффициентерін есептеу
Жергілікті кедергілер құбырдың мөлшерлері немесе қимасының формасы, сол сияқты оның бойлық осьнің бағыты өзгеруінің нәтижесінде ағынның жылдамдықтары мәні немесе бағыты бойынша өзгеретің құбырлардың қысқа участкелері (телімдері) болып саналады. Жергілікті кедергілерде ағын деформациясынан пайда болатын қысым шығындары қысымның жергілікті шығындары деп аталады Δрм.п. . Олар Вейсбах формуласы бойынша анықталады
, (10)
мұнда - жергілікті кедергінің өлшеусіз коэффициенті;

w - жергілікті кедергінің алдындағы немесе артындағы орта жылдамдығы (әдетте жылдамдық жергілікті кедергісінен кейін алынады).

Жалпы жағдайда жергілікті шығындар ζ коэффициентінің мәні шекаралық геометрия (жергілікті кедергінің формасынан, қабырғалардың салыстрырмалы кедір-бұдырынан, жергілікті кедергі алдында және одан кейін ағынның шекара қималарындағы жылдамдықтардың бөлінуінен) және Рейнольдс санына байланысты болады.

Rе Рейнольдс санының әсерінің сипаты сүйық қозғалысының режимімен анықталады. Rе саны аз болғанда (ламинарлы режимде) сұйықтың қозғалысы қабырғадан үзіліссіз болады, ал тұтқырлық үйкелес күштерінің тікелей әрекетінен туған қысымның жергілікті шығындары ағынның бірінші дәрежедегі жылдамдығына пропорциялы болады; Rе санының осы мәндерінде жергілікті кедергінің коэффициенті мына формуламен білдірілінеді



, (11)

мұнда В – жергілікті кедергі түрінен және ағынның қысу дәрежесінен тәуелді болатын коэффициент (2 Кесте).

Rе санының өсуімен үйкеліс шығындарымен қатар ағынның ажырауы және құйын аймағының пайда болуына байланысты шығындар туады (кедергінің ауыспалы аймағы). Өтпелі аймақта жергілікті кедергінің коэффициенті мына формула бойынша анықталады.
, (12)
мұнда ζкв – квадратты аймақтағы қарастырылып жатқан жергілікті кедергінің коэффициенті.
2 Кесте– Кейбір жергілікті кедергілер үшін В коэффициентінің мағыналары

Кедергі

В

Кедергі

В

Тығынды кран

150

Ысырма




Вентиль

3000

Толық ашылуы

п =1

75

Иін

90

п =0,75

350

Бұрыштық 1350

600

п =0,5

1300

Диафрагма:

п =0,64

70

п =0,25

3000

п =0,4

120

n – ашылу дәрежесі




п=0,16

500








Ескерту – Арматура үшін толық ашылғанда және В-ның шамасы туралы керекті көрсеткіштер болмаса, жуықтап В= 500· ζкв деп аламыз.
Rе-нің үлкен сандарында құйын жасалу негізгі мағына алады, қысымның квадратына пропорциялы болады, үйткені ζ коэффициенті Rе санынан тәуелді болудан қалады (қысымның квадраттық немесе автомодельдік деп аталатын облысы) және ζкв (ζ= ζ кв)-ге тең.

Жергілікті кедергі коэффициентінің Rе санынан автомодельділігі (тәуелсіздігі) құбырдағы шұғыл ауысуларда Rе >3000, ал байсалды ауысуларда Re> 10000 жағдайда болады.

Қабырғалардың салыстырмалы кедір-бұдырының әсері жергілікті Ре санының тек қана үлкен мәндерінде көрнеді (кедергінің квадратты облысында). Салыстрмалы кедер-бұдырдың үлкеюі ζ-нің өсуіне әкеледі, ол өсу көбейеді, егер қысымның жергілікті шығындары қабырғалардың ағынға негізмен тежеу әрекетіне байланысты болса, яғни үйкеліс шығындары болып саналса (бұрылыс, ашылу бұрышы кіші болатын диффузор). Төменде кейбір жергілікті кедергілер үшін ζ = ζкв коэффициентінің мәндері келтіріледі (арынды құбырлардағы жергілікті кедергілер туралы толығырақ мәліметтерді [1, 2] байқаңыз). Жергілікті кедергілердің барлық коэффициенттері жергілікті кедергіден кейін (ерекше айтылатын жағдайлардан басқа) жылдамдығы бойынша анықталатын динамикалық қысымға жатқызылады
. (13)

Вентиль

1 сурет - Вентиль

Толық ашылғанда құралымына қарай етіп қабылдау керек:

а) Тік шпинделді вентиль үшін 1а суреттегі сұлба бойынша


ζвен=3÷5,5;
б) Құламалы шпиндельді вентиль үшін 1б суреттің сұлба бойынша
ζвен=1,4÷1,85.

Тығынды кран

ζ КР коэффициенті бұрылу бұрышына тәуелді болады (2 сурет) және 3 кестеден алынуы мүмкін.
2 сүрет - Тығынды кран
3 Кесте – Тығынды кран үшін ζкр коэффициенттерінің мәндері

,град

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ζ КР

0,05

0,29

0,75

1,56

3,1

5,47

9,68

17,3

31,2

52,6

109



Ысырма

Кедергі коэффициентті қатынасқа байланысты ( 3 сурет), яғни ашылу дәрежесіне бойынша қарай (4 кесте).

1Сурет - Ысырма


4 Кесте – n әртүрлі ашылу дәрежесі үшін ζзад коэффициенттерінің мәндері



n

0

0,125

0,25

0,375

0,5

0,625

0,75

0,875

ζзад

0

0,07

0,26

0,81

2,06

5,52

17,0

97,8


Диафрагма

Диафрагманың кедергі коэффициентін

мына формула бойынша анықтауға болады
, (14)

4 сурет - Диафрагма

мұнда - ағыншаның сығу

коэфициенті мына формуламен анықталады


. (15)

Құбырдың кенеттен кенеюі

ζ в.р. коэффициентінің мәні мына формуламен анықталады



, (16)
мұнда шығындар коэффициентін айтып өткендей, кедергіден кейін динамикалық қысымға жатқызалда яғни ағынның үлкенірек қымасындағы жылдамдықтың квадратына.
5 сурет - Құбырдың кенеттен кенеюі
Құбырдың кенеттен жіңішкеруі

Құбырдың кенеттен жіңішкеруі кезінде кедергі коэффициенті 5–ші кестеде бойынша ағынның сығылу дәрежесіне қарай анықталады (жіңішке және кең құбырдың аудандар қимасының қатынасы)


6 сурет - Құбырдың кенеттен жіңішкеруі

.
5 Кесте – п сығылу дәрежесіне байланысты ζвс коэффициентінің мәндері

ζвс

0,41

0,40

0,38

0,36

0,34

0,30

0,27

0,20

0,16

0,1

п

0

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,9



Құбырдың өте кенет жіңішкеруі


7-ші суретте құбырдың жіңішкеру жағдайы келтірілген, жіңішке құбырдың үлкен құбырға кіріп тұрған кезі (құбырдың өте кенет жіңішкеру жағдайы). Егер жіңішке құбыр үлкен құбырға оның диаметрінің жартысынан артық ұзындыққа кіріп тұрса, онда құбырдың кенеттен

7 сурет - Құбырдың өте кенет жіңішкеру кезіндегі кедергі жіңішкеруі коэффициентін мына форн анықтаймыз



. (17)
Құбырдың бір қалыпты бұрылуы (дөнгелектенген иін, бұру)

=90º бұрышты дөңгелек қималы бұрулар үшін ζкол коэффициентінің мәні дөнгелектену радиусының құбырдың диаметріне қатынасына (R/d) және гидравликалық үйкелістің λ [3] коэфициентінің мәніне байланысты А.Д. Альтшуль формуласымен анықталады

8 сурет - Құбырдың бұрылуы


(18)
немесе (үлкен Rе негізінде) – Некрасов формуласы бойынша
. (19)
Қез келген бұрышқа бұрғанда жуықтап алуға болады
, (20)

мұнда ζ 900 - 90º-қа бұрғанда кедергі коэффициенті;

а – бұрылу бұрышңа байланысты коэффициент.

а коэффициенттің шамасын < 90º болғанда А.Я.Милович формуласымен анықтауға болады
; (21)
< 90º болғанда - Б.Б.Некрасов формуласы бойынша
. (22)
Құбырдың ақырындап кеңеюі (диффузор)

Конустық таралатын өтпелі конустар (диффузорлар) үшін кедергі коэфициенті конустықтың бұрышына және диаметрлердің ара қатысына байланысты. Қысқа дифузорлар үшін тар қимадағы жылдамдыққа апарылған кедергі коэффициенті мына формуламен анықталады


, (23)
мұнда - ақырындап кеңеюі кезінде жұмсарту коэфициенті, мәндері 6 кестеде келтірілген.
9 сурет - Құбырдың ақырындап

кеңеюі
6 Кесте - Диффузорлар үшін жұмсарту коэфициентінің орта мәндері



,град

8

10

12

15

20

25



0,14

0,16

0,22

0,3

0,42

0,62


Құбырдың ақырындап жіңішкеруі

Қабысатын өтпелі конустар (конфузорлар үшін) кедергі коэффициенті конустықтың бұрышына және диаметрлердің ара қатысына байланысты. Қысқа конустар үшін оны мына формуламен табуға болады


10 сурет - Құбырдың ақырындап

жіңішкеруі

, (24)
мұнда - ағыншаның сығы коэффициенті мына формуламен анықталады

; (25)
φ – ақырындап жінішкеруі кезіндегі жұмсарту коэффициенті, оның мәндері 7-кестеде бұрыштың конусығына байланысты келтірілген.
7 Кесте – Конфузор үшін φ жұмсарту коэффициентінің орта мәндері

, град

10

20

40

60

80

100

140



0,40

0,25

0,20

0,20

0,30

0,40

0,60

Өтпелі конустар (диффузорлар және конфузорлар) гидравликалық шығындарды азайту мақсатында жылуалмастырғыштың корпусына жеткізетін және әкететін келтеқұбырларды (патрубоктар) қосу үшін қолданылады, мысалы МВН-2050-62 су-сулық жылытқышта.




жүктеу/скачать 2.87 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет