Obliczenia rurociągów-opracowanie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 161
Wyświetleń: 1400
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Obliczenia rurociągów-opracowanie - strona 1 Obliczenia rurociągów-opracowanie - strona 2 Obliczenia rurociągów-opracowanie - strona 3

Fragment notatki:

8.
Wybrane zagadnienia obliczania rurociągów
Równanie Bernoulliego, mimo swych ograniczeń jest podstawowym narzędziem
obliczeń inżynierskich, głównie ze względu na swoją prostotę. Szczególnie popularnym
obszarem zastosowań tego równania są obliczenia ustalonych przepływów w rurociągach, w
których ze względu na jednowymiarowy charakter ruchu łatwiej jest spełnić podstawowe
założenie dotyczące ograniczenia rozważań do przepływu wzdłuż jednej linii prądu.
Obliczenia przepływów przez rurociągi wymagają jednak stosowania dodatkowych założeń i
z tego powodu w niniejszym rozdziale podane zostaną podstawowe wiadomości o
stosowanych sposobach obliczeń.
8.1.
Przepływy przez przewody o niekołowym przekroju poprzecznym.
Dotychczas przeprowadzona analiza dotyczyła przepływów przez rury o kołowym
przekroju poprzecznym, co uzasadnione jest zresztą najszerszym ich stosowaniem w
praktyce. Straty energii wskutek lepkości płynu są w przepływie przez rurociągi wywołane
tarciem o ściany i z tego powodu najkorzystniejszymi są przewody kołowe, które przy
zadanym polu przekroju charakteryzują się najmniejszym obwodem a więc i najmniejszą
powierzchnią ścian. W niektórych zastosowaniach (np. w wentylacji) koniecznym jest
stosowanie przewodów o innych niż kołowe przekrojach poprzecznych i wówczas powstaje
konieczność określenia współczynników tarcia dla takich przewodów.
Zajmijmy się w pierwszej kolejności współczynnikami strat tarcia, które w sposób
oczywisty zależeć winny od stosunku pola powierzchni ścian, decydującego o wielkości sił
tarcia do pola przekroju poprzecznego, który określa wydatek transportowanego płynu. W
przepływie cieczy przez przewody nie zawsze cały przekrój poprzeczny musi być wypełniony
płynem i dlatego też wprowadzić tu należy pojęcie powierzchni zwilżonej, tzn. tej, która ma
bezpośredni kontakt z płynem. Najwygodniej jest tu operować wielkościami odniesionymi do
przekroju poprzecznego i dlatego też w mechanice płynów wprowadzono pojęcie promienia
hydraulicznego definiowanego jako iloraz pola przekroju poprzecznego przewodu S do
obwodu zwilżonego L z , co zapisać można:
S
rh =
(8.1)
Lz
gdzie rh jest promieniem hydraulicznym.
a)
b)
b
a
b
F
a'
F
Rys.8.1.
Sposób obliczania obwodu zwilżonego dla przewodu wypełnionego całkowicie
a) i częściowo b) płynem.
Sposób obliczania promienia hydraulicznego zilustrowano na rys. 8.1, skąd wynika, że dla
przypadku z rys. 8.1a wynosi on:
a ⋅b
rh =
2 (a + b )
129
natomiast dla kanału wypełnionego częściowo (rys. 8.1b) promień hydrauliczny jest równy:
a' ⋅ b
rh =
2 a' + b
Intuicyjnie można oczekiwać, że charakterystycznym wymiarem liniowym dla kanałów o
niekołowym przekroju poprzecznym winna być podwojona wartość promienia
hydraulicznego, gdyż dla przewodów kołowych wymiarem charakterystycznym jest przecież
średnica. Jednak zastosowanie wz. (8.1) dla przewodu kołowego wypełnionego całkowicie
płynem daje wynik:
π d2
d
4
rh =
=
πd
4
który sugeruje, że wymiarem charakterystycznym jest czterokrotna długość ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz