Calculul conductelor hidraulice se efectuează pentru a determina unele dintre parametrii pentru valori date ale celuilalt.
In cele mai multe cazuri, pentru o Q performanță dată necesară pentru a determina diametrul d al conductei și pierderea capului H considerând viteză economică și proprietățile fizice ale lichidului sau gazului pompat. La calcularea liniilor de aspirație pentru substanțele lichide, este necesar ca rezistența la curgere a liniilor de aspirație, cu înălțimea de aspirație geometrică pliată nu a fost mai mult decât capacitatea de aspirație a pompei. În acest caz, conductele de aspirație pentru produsele petroliere ușoare sunt calculate pentru temperatura maxima de pompare, la care cel mai probabil la formarea acumulărilor de gaze, în timp ce pentru ulei închis la culoare, dimpotrivă, la temperatura cea mai scăzută, în cazul în care pierderea de presiune din cauza frecării va fi cea mai mare valoare.
Calculele sunt efectuate pe costurile maxime prevăzute pentru tranzacțiile individuale. Vitezele în conductele se recomandă să ia tabelul de date.
Viteza recomandata ulei valori în conductă în funcție de viscozitate
Viteza medie, m / s
Cinematică, cSt (mm2 / s)
aspirație
descărcare
Calculul hidraulic al conductelor se realizează într-o anumită secvență.
Calculând conductei din nou proiectat începe, în general, cu un diametru prestabilit, pe baza unui debit predeterminat și aproximativ o viteză a fluidului selectat.
Viteza, diametrul și vâscozitatea sunt setate parametrul Reynolds și natura mișcării fluidului. Setarea unui mod de mișcare fluidă, continuă pentru a determina coeficientul de rezistență hidraulică X. gradientului hidraulic suplimentar este determinat și apoi pierderea capului datorită frecării în conductă.
Mutarea de lichide legate de pierderea de presiune. Atunci când se deplasează prin intermediul pompei de conducte trebuie să dezvolte o presiune necesară pentru a depăși rezistența hidraulică de frecare de-a lungul lungimii conductei, rezistențele locale înălțimea geometrică egală cu diferența mărcilor nivelului lichidelor în punctele inițiale și finale de pompare, precum și pentru a crea o presiune dinamică a fluidului.
Amploarea pierderii de presiune din cauza frecării pe lungimea țevilor rotunde exprimate prin următoarea ecuație hidraulica
H = λ * l / d * ω 2 / 2g, m art. lich.
unde λ - coeficientul dimensional al rezistenței hidraulice);
w - viteza medie a fluxului de fluid, l / s.
Amploarea pierderii capului de frecare pe unitatea de lungime a conductei, numit un gradient hidraulic și notat
Atunci când liniile de pierderi de presiune complot grafice este ușor să se stabilească faptul că gradientul hidraulic nu este nimic altceva decât panta căderii de presiune linie la orizontala, t. E.
Complexitatea calculului prin formula este în determinarea corectă a coeficientului de X, care depinde de modul de curgere a fluidului (laminar sau turbulent) și gradul de rugozitate a pereților conductei. Sub conducta de rugozitate se referă la denivelări (proeminențe) pe suprafețele interioare ale peretelui. Distinge între rugozitatea absolută și relativă. Absolut rugozitate e se numește înălțimea absolută a proiecțiilor de pe suprafața interioară a conductei. Relativ ԑ rugozitate este raportul dintre rugozitate absolută raza interioară a conductei
Tuburile au o rugozitate absolută de diferite dimensiuni și non-uniform de-a lungul tubului. Prin urmare, pentru caracterizarea rugozității suprafeței țevilor sunt echivalente (medii) rugozitate k1. Depinde de materialul tubului, lungimea fenomenelor de exploatare, coroziune și eroziune. Pentru cea mai mare țeavă de oțel valoare de rugozitate echivalentă în intervalul de la 0,1 la 0,2 mm. Experimente Coeficientul Gini -. MSR IE Hodanovich, A. A. Kascheeva et al constatat că, pentru conductele de gaz și conducta de petrol k1 = = 0,14 - 0,15 mm.
Valorile rugozității echivalente pentru unele conducte sunt prezentate în tabel.
rugozității echivalentă (k1) pereții conductelor
În funcție de modurile de mișcare a fluidului, iar grosimea stratului limită în regim turbulent, țevile având rugozitate tehnice împărțit în stare brută hidraulic și hidraulic neted. numit țevi netede, hidraulică, în care fluxul de jet individuale, se deplasează paralele între ele curg lin în jurul tuturor iregularități minute proeminențele de pe suprafața interioară a țevii, în care rugozitatea nu influențează rezistența la curgere. Un astfel de fenomen este observat în modul de mișcare fluid laminar, și, de asemenea, în unele cazuri, atunci când un flux turbulent, adică. E., Atunci când grosimea stratului limită acoperă toate proeminențele de rugozitate. hidraulic λ coeficient aerodinamic pentru tuburi hidraulice netede depinde de numărul Reynolds și nu depinde de gradul de rugozitate a pereților conductei.
Odată cu creșterea turbulenței (numărul Reynolds Re) Granița scade grosimii stratului, devine mai mică decât rugozitatea absolută și, prin urmare, fluidul intră în contact cu peretele țevii se obțin turbulență suplimentare create de proiecțiile, datorită căreia valoarea coeficientului de rezistența hidraulică crește. În acest caz, coeficientul de rezistență depinde de rugozitatea peretelui conductei și numărul Reynolds (zona de frecare mixtă). Odată cu creșterea în continuare a numărului Reynolds crește și gradul de turbulență debitului, deoarece anumite valori Re, raportul λ va depinde de rugozitatea țevilor (suprafață pătrată).
Coeficientul de rezistență hidraulică Cantitatea în regim laminar când Re˂2300, indiferent de gradul de rugozitate al conductei este determinată prin formula Stokes
Când Re> 3000 există întotdeauna turbulentă. Pentru a calcula coeficienții de rezistență de curgere ale modului de turbulentă pentru diferite numere de Re, se recomandă să utilizați formulele Blasius, Isayeva și Nikuradze. Aplicații ale acestor formule sunt prezentate în grafic.
schema aproximativă a aplicațiilor formule pentru determinarea λ.
Multe ulei vâscos la temperaturi scăzute (aproape de temperatura de solidificare), nu se supun legii lui Newton, și să urmeze legea Schwedov - Bingham, deoarece acestea au o rezistență dinamică la forfecare. Ele curg de-a lungul conductelor într-un mod special: porțiunea centrală a deplasează de curgere ca un corp rigid, iar laminară periferic curge ca lichid. O astfel de mișcare este numit un mod structural. coeficient de rezistență hidraulică la modul structural de mișcare poate fi determinată prin formula B. S. Filatova - R. I. Shischenko.
Uneori, valoarea rezistenței locală este determinată prin lungimea țevii drepte echivalentă (aceasta se referă la lungimea porțiunii de țeavă, care este echivalentă cu pierderea capului în pierderea rezistenței locale).
Pentru modurile de laminare și de tranziție atunci când Re <2300 коэффициенты местных сопротивлений исследованы еще недостаточно.
Pierderea de presiune în manșoanele cauciucată este pierderea cap considerabil mai mare în țevi din oțel cu diametre identice și lungimea lor. Acest lucru se datorează rugozitatea suprafeței crescută a furtunului interior și prezența strangulări și extensii secțiune cu un cadru de sârmă. Pe pierderea capului în manșon influențează, de asemenea, modificarea valorilor diametru în funcție de presiunea internă. Secțiunea transversală a manșonului, când pomparea fluidelor, în mod diferit pe lungimea manșonului. Prin urmare, este presiunea de la începutul mâneci mai lungi decât la sfârșitul anului.
Pentru a determina rezistența totală a conductei la valoarea rezistenței obținută din frecarea necesară pentru a adăuga pierderea presiunii asupra rezistenței locale.
Căderea totală de presiune în conducta de evacuare este determinată prin formula
unde hT - pierderile datorate frecării cap în lungime și în rezistentelor locale, m st. fl.;
HSK - pierdere într-o porțiune care corespunde cel mai mare ulei de viteză, m art. fl.;
Δz - denivelat înălțimii lichidului la sfârșitul și începutul conductei.
Calculul hidraulic termină selectarea pompei și valorile presiunii care furnizează și determinarea performanței reale pentru conducta pompa activă primită.
Atunci când se aplică lichidul printr-o pompă centrifugă în conducta de presiune a debitului pompei și dezvoltat de către acestea depind de presiunea rezistenței conductei. Curba care exprimă relația dintre rezistența conductei prin pomparea de performanță pe ea se numește conductă caracteristică și se exprimă în aceleași coordonate ca caracteristicile pompei.
Caracteristicile constructive ale conductei se face prin calcul hidraulic. În acest scop, alături de valorile Q intrebandu determinat valoarea presiunii H necesară pentru a depăși rețeaua de rezistență (conductă). Valorile H sunt reprezentate grafic și punctele de date sunt conectate printr-o curbă care reprezintă o caracteristică a conductei. Punctul de intersecție al caracteristicilor pompei și conductei este punctul pompei, care corespund anumitor valori ale Q și N. lucru
Imaginea de mai jos arată combinat cosit performanță și conducte, precum și, de asemenea, arată efectul unei modificări a caracteristicilor de lucru ale conductei în punctul de funcționare a pompei. Performanța conductei la un cap de egalul geometric la zero este reprezentată în imaginea „a“ a curbei 1. Dacă lichidul pompat cu ridicarea la o anumită înălțime Hcm operare diagramă caracteristică este deplasată în poziția 2, care corespunde în ajustare scală presiunilor CMH.
Un punct de intersecție cu caracteristicile conductei 3 este caracteristica pompa punctului de lucru a pompei. Fiecare conductă are punctul său de funcționare caracteristic, ca și poziția sa de pe curba Q-H depinde de curbura caracteristicile liniei.
În proiectarea și selectarea pompelor de conducte trebuie să încerce să se asigure că punctul de lucru al pompei a fost pe pentru Ordonata maximă. N. D. După cum se poate observa imaginea „b“, cea mai mare valoare k. N. D. Pentru o conductă la punctul de lucru A1. care corespund performanțelor Q1 și cap H1.
Calculele necesare pentru a produce o conductă de aspirație prin continuitatea jetului cu presiunea de vapori a lichidului pompat.
Performanța unei pompe centrifuge și conducte: și - performanța pompei și a conductei; b - deplasarea punctului de funcționare atunci când o schimbare caracteristici ale conductei. 1 - caracteristici ale conductei la Hcm = 0; 2 - caracteristici ale conductei cu ridicarea lichidului la o înălțime Hcm; 3 - pompa caracteristica centrifugală.