Hydrauliczne podstawy projektowania rurociągów

Hydrauliczne podstawy projektowania rurociągów.   Cechą przewodów pracujących pod ciśnieniem jest całkowite ograniczenie przekroju  poprzecznego przez ściankę boczną. Izoluje ona znajdujące się wewnątrz medium od  otoczenia, ograniczając lub uniemożliwiając ruchy w kierunkach poziomych i pionowych,  powodując, że dominuje tu ruch wzdłuż osi przewodu. Drugą cechą jest całkowite  wypełnienie wnętrza przewodu płynem, w sposób zapewniający powstanie na całym  obwodzie przekroju przewodu pewnego ciśnienia, wywierającego od środka siłę naporu na  jego ściankę. W przypadku gazów ten warunek jest zawsze spełniony. W przypadku cieczy  nie zawsze. Może ona zajmować tylko część dostępnego obszaru (swobodna powierzchnia,  rozważa się jak kanały otwarte, przepływ grawitacyjny), może też zajmować całe pole  przekroju poprzecznego, lecz nie wywierać naporu na ścianki przewodu (przepływ  grawitacyjny). Przepływy w przewodach zamkniętych odpowiadają w pełni modelowi  strumienia podłużnego. Podstawowymi zmiennymi opisującymi tę kategorię ruchu są:    prędkość średnia v(x,t),     ciśnienie p(x,t),     pole powierzchni przekroju poprzecznego S(x,t),     wydatek Q(x,t).  Jeśli chodzi o geometryczną charakterystykę przewodu, to jest ona określona przez konkretny  kształt jego przekroju poprzecznego. W praktyce najczęściej stosuje się przewody o przekroju  kołowym. Charakterystycznym parametrem jest więc średnica d lub promień r=d/2. Przekroje  o innych kształtach spotyka się rzadko toteż stosowane w praktyce procedury obliczeniowe  dostosowane są do przekrojów kołowych. Dla innych kształtów wykorzystuje się te same  relacje, lecz średnicę zastępuje się promieniem hydraulicznym. Kolejny wskaźnik, który ma  charakter geometryczny, lecz wpływa na dynamikę przepływu jest szorstkość. Miarę tego  wskaźnika stanowi szorstkość bezwzględna k s. Dla przewodów o różnych rozmiarach  szorstkość bezwzględna będzie miała różny wpływ na dynamikę ruchu płynu, stosuje się więc  szorstkość względną εw=ks/d. Składowe poprzeczne prędkości pomijamy. Prędkość  rzeczywistą można zastąpić prędkością średnią. Profil prędkości zorientowany w jedną stronę  (rozkład 1/8 do rozkładu liniowego). Stosuje się równania ruchu ustalonego. Ciężko  uwzględnić zmienność w czasie, nie da się z równań różniczkowych obliczyć geometrii.  Stosuje się więc modele ustalone; równanie ruchu przechodzi w równanie Bernoulliego z  uwzględnionymi stratami energii. Pojawia się problem: mamy więcej niewiadomych niż  ... zobacz całą notatkę