Основные расчетные зависимости

Потери давления в трубопроводе могут быть представлены как сумма двух слагаемых: потерь по длине и потерь в местных сопротивлениях:

(6.1)

где потери давления по длине; потери давления в местных сопротивлениях.

Потери давления на трение (линейные потери) определяют по формуле Дарси:

, (6.2)

где потери давления на трение ( линейные) , Па; коэффициент трения; , - длина и диаметр участка трубопровода, м; скорость потока, м/с; плотность теплоносителя, .

Коэффициент трения зависит от режима движения жидкости, характера шероховатости внутренней поверхности трубы и высоты выступов шероховатости .

Установившийся турбулентный режим характеризуется квадратичным законом сопротивления, когда сопротивление обусловлено наличием инерционных сил и зависит от вязкости жидкости. Коэффициент трения для этого режима рассчитывают по формуле Б.Л. Шифринсона:

, (6.3)

где абсолютная эквивалентная равномерно-зернистая шероховатость, которая создает гидравлическое сопротивление, равное действительному сопротивлению трубопровода; относительная шероховатость.

Как показывают расчеты, установившийся турбулентный режим наступает при следующих минимальных значениях скоростей теплоносителя: (водяные тепловые сети); (паропроводы).

Практически тепловые сети работают при больших значениях скоростей, что соответствует турбулентному режиму движения.

На основе имеющихся материалов гидравлических испытаний тепловых сетей и водопроводов в СНиП 41-02-2003 рекомендуются следующие значения абсолютной эквивалентной шероховатости , м, для гидравлического расчета тепловых сетей:

Паропроводы………………………………………………..

Водяные сети в условиях нормальной эксплуатации…… .

Конденсатопроводы и сети горячего водоснабжения…….. .

Скорость движения теплоносителя равна:

. (6.4)

Формулу (6.2) для линейных потерь давления в квадратичной области можно привести к виду, более удобному для практических расчетов.

Подставляя в уравнение (6.2) выражения (6.3) и (6.4), получим:

. (6.5)

Удельные потери давления можно выразить следующей зависимостью:

, (6.6)

а потери давления на трение (линейные потери) будут равны:

(6.7)

Удельное падение давления в трубопроводе находят по таблицам или номограммам, составленным по вышеприведенным формулам (рис. 6.1, 6.2, а также прил.2 7).

Потери давления в местных сопротивлениях рассчитывают по формуле:

(6.8)

где потери давления в местных сопротивлениях расчетного участка (расчетный участок выбирают так, чтобы расход на участке и его диаметр были постоянными); сумма коэффициентов местных сопротивлений, имеющихся на участке.

При расчете трубопроводов потери в местных сопротивлениях обычно учитывают через эквивалентные им длины. Эквивалентную местным сопротивлениям длину определяют из выражения:

.

Отсюда

. (6.9)

Расчетную приведенную длину участка определяют как сумму фактической и эквивалентной длин на основании следующего соотношения:

Рис. 6.1. Номограмма для гидравлического расчета водяных тепловых сетей при

Рис. 6.2. Номограмма для гидравлического расчета водяных тепловых сетей при

Здесь

(6.10)

где отношение эквивалентной и фактической длин участка, определяющее долю потерь в местных сопротивлениях от линейных потерь.