Введение. 
Расчет гидравлического сопротивления трубопровода

Рассчитать гидравлическое сопротивление трубопровода, подобрать гидравлическую машину (насос, компрессор, вентилятор).

Трубы стальные при незначительной коррозии.

Рис. 1. Принципиальная схема трубопровода

Расчёт гидравлического сопротивления трубопровода

1. Найдём плотность [1, табл. IV] и динамический коэффициент вязкости [1, табл. IX] для воды при температуре 30 .

Также необходимо найти местные сопротивления на участках трубопровода.

Вентиль нормальный (полностью открытый) [1, табл. XIII]

Колено (угольник) 90^о [1, табл. XIII]

Значения для данной таблицы найдены интерполяцией табличных данных.

Тройник [2, гл. III, п. 15, стр. 227]. Коэффициент сопротивления тройника при нагнетании может быть вычислен по формуле, предложенной Левиным:

_т = 1+k (w_б/w_с)² (1).

где k — безразмерный коэффициент. Для стандартных тройников на резьбе из нового чугуна k=1,5; w_б и w_с — скорости потоков в прямой трубе и в бок. Трубах.

2. Рассчитываем массовый расход этилацетата на каждом участке трубопровода, т.к. на первом и пятом участках у нас имеется тройник, т. е. поток в таких тройниках делится пополам, т. е.

Q₁ = Q = 8000 кг/час;

G₂ = G₃ = G₄ = G₅ = = = 4000 кг/час;

G₆ = G₇ = G₈ = G₉ = = = 2000 кг/час.

Теперь приступим к расчёту линейной скорости потока жидкости (w, м/с) на каждом из участков трубопровода. Для этого используем уравнение (2), т. е. сопротивление трубопровод вязкость рейнольдс.

= 1,57 м/с;

= 3,13 м/с,

так как d₂ = d₃ = 0,02 м и G₂ = G₃ = G₄ = G₅ = 5750 кг/час, то:

w₂ = w₃ = w₄ = w₅ = 3,13 м/с;

= = 1,57 м/с,

а так как d₄ = d₅ = 0,02 м и G₆ = G₇ = G₈ = G₉ = 2875 кг/час, то:

w₆ = w₇ = w₈ = w₉ = 1,57 м/с.

3. Далее рассчитываем значения критерия Рейнольдса для каждого участка трубопровода. Расчёт проводится по формуле (3), т. е.

Re = =, (3).

Re₁ = = = 6693;

Re₂ = = = 6693;

так как d₂ = d₃ = 0,02 м и G₂ = G₃ = G₄ = G₅ = 5750 кг/час, то:

Re₂ = Re₃ = Re₄ = Re₅ = 6693;

Re₆ = = = 3346;

а так как d₄ = d₅ = 0,02 м и G₆ = G₇ = G₈ = G₉ = 2875 кг/час, то:

Re₆ = Re₇ = Re₈ = Re₉ = 3346.

По проведенным расчётам видно, что гидродинамический режим на всех участках — переходной.

4. На данном этапе определяются значения коэффициента трения. Они при переходном режиме для стальных труб рассчитываются по формуле (4):

(4).

Теперь по формуле (5) рассчитываем:

.

.

т.к. Re₂ = Re₃ = Re₄ = Re₅=6693, то ₂ = ₃ = ₄ = ₅ = 0,035;

.

т.к. Re₆ = Re₇ = Re₈ = Re₉=6693, то ₆ = ₇ = ₈ = ₉ = 0,0415.

5. В данном пункте рассчитываем сначала суммы всех местных сопротивлений на участке трубопровода с соответственной длиной (l, м), а затем приступаем к расчёту гидравлического сопротивления каждого участка трубопровода и сумму их, т. е. полное гидравлическое сопротивление. Значит, для расчёта сумм местных сопротивлений необходимы справочные константы приведенные выше в п. 1.

= _{вентеля}+_{тройника} = = 11,86;

= _колена = 2,12;

= _{вентеля} + _выхода= 8+1 = 9;

= _колена = 2,12;

= _{тройника} = = 1,375;

= _колена = 2,12;

= _{вентеля} + _выхода= 8+1 = 9;

= _колена = 2,12;

= _{вентеля}+ _выхода= 8+1 = 9;

Гидравлическое сопротивление каждого участка трубопровода рассчитываем по уравнению (5), т. е.

(5).

= = 85 812 Па;

= = 97 281 Па;

= = 174 515 Па;

= = 206 912 Па;

= = 137 598 Па;

= = 23 463 Па;

= = 38 954 Па;

= = 65 513 Па;

= = 52 971 Па.

Тогда полное гидравлическое сопротивление трубопровода равно:

p = 85 812+97381+174 515+206912+137 598+23463+38 954+.

+65 513+52971=882 528 Па.

Полное гидравлическое сопротивление трубопровода составляет 882 528 Па.