Calculul conductelor lungi sub presiune

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Calculul conductelor lungi sub presiune"

Σήθος Γερμανού
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 6... Calculul conductelor lungi sub resiune Conductele sub resiune sunt sisteme care asigură transortul fluidului sub resiune între două uncte ale traseului, caracterizate rin sarcini energetice diferite. Clasificare: conducte simle conducte cu ramificaţii. Conducta simlă este conducta care nu are unct de ramificaţie a debitului şi care are secţiunea constantă e toată lungimea ei (la care se resectă ecuaţia de continuitate = cst.) Clasificare: Conductele simle lungi Conductele simle scurte. Conductele lungi l ( = ) d sunt acele conducte la care ierderile de sarcină liniare sunt redominante, iar cele locale sunt neglijabile sau se ot considera aroximativ 5 % din cele liniare. Calculul hidraulic a conductelor lungi sub resiune se face având la bază următoarele ioteze: - în conducte avem mişcare unidimensională şi uniformă, - temeratura este cst., - viscozitatea este cst., - densitatea este cst., - rocentul de gaz dizolvat rămâne cst. în tim. Clasificarea roblemelor de calcul hidraulic robleme de exloatare, robleme de dimensionare Se dau: sarcina, elementele geometrice: (diametrul), (lungimea), Δ e (rugozitatea echivalentă), η (viscozitatea). Se cere: debitul în conductă. a) Probleme de exloatare: Se dau: debitul, elementele geometrice:,, Δ e, η. Se cere: sarcina. Se dau: debitul şi restul elementelor. Se cere: ierderile de sarcină e conductă h r (sau J h ) Se dau:,, natura ereţilor conductei, natura fluidului b) Probleme de dimensionare: şi ierderea de sarcină admisă, Se cere: diametrul.

2 6... istribuţia vitezelor în conducte a) Pentru regim laminar: se constată o distribuţie arabolică a vitezei în conducte circulare drete (egea agen Poiseuille): v = ( R r ), () 4η unde v max se înregistrează în axa tubului de curent deci entru r = 0. Rezultă: vmax = R. () 4η Ţinând seama de relaţia (), viteza la o distanţă oarecare r devine: r v = v max () R Se calculează viteza medie V e secţiunea dreată a conductei: V = (4) în care: = πr. R R r R r = d = vd = v π rdr = v r dr v r dr 0 0 R R = max π π max, 0 4 r R r R R R R πr π vmax = π v max = π vmax = vmax. 0 0 R 4 4 πr vmax Rezultă viteza medie: v V = = max. (5) πr Viteza medie V e secţiunea dreată a conductei: v V = max (6) Observaţii: ) istribuţia vitezelor are un caracter tranzitoriu, fiind influenţată de efectul de frânare al ereţilor şi de viscozitatea rorie. ) ungimea e care rofilul vitezelor se stabilizează este lungimea de stabilizare. l s = 0,0 Re. (7) b) Pentru regim turbulent: - se constată o distribuţie arabolică a vitezei în aroierea ereţilor conductei: v = ( R r ), (8) 4η - se constată o distribuţie logaritmică în nucleul turbulent (în centru). Rezultă o curbă de variaţie a vitezelor mai alatizată Formulele conductelor lungi Stabilesc legătura dintre: arametri hidraulici:,,, V. arametri geometrici:, etc.

3 Pierderile de sarcină liniare la conductele lungi sub resiune de secţiune constantă (V =V ) ot fi calculate cu ajutorul formulei lui arcy: V h i = λ, (9) g V şi cum diferenţa de otenţial hidraulic V = = z + z + = + hr, g rezultă: h r h. = = i Se obţine: V = λ (0) g Potenţialul hidraulic imrimă fluidului o viteză medie: g V = () λ Pentru secţiunea circulară viteza medie este: 4 V =, () π care se introduce în relaţia (0). Rezultă: Se notează: unde ( 4) = λ. () 4 gπ =, (4) 5 gπ se numeşte rezistenţă hidraulică secifică. in relaţia (4) se obţine: π g =. (5) Ţinând seama de relaţia (4) în relaţia () aceasta devine: =, (6) de unde: = = Je ; (7) Se notează: M = modulul de rezistenţă hidraulică liniară; (modul de rezistenţă hidraulică a întregului traseu considerat) şi deci: =. M = modul de debit (debitul conductei cu anta energetică J e = ). in relaţia (6) rezultă: = (8) Sarcina energetică a sistemului sub resiune devine: = M (9) Observaţie: Pentru conducte de secţiune necirculară, se înlocuieşte cu diametrul hidraulic = 4, unde R h este raza hidraulică. R h

4 6... Calculul conductelor simle Se dau:,,, Δ e, η. Se cere: debitul = = Je ; Je =. Etae: π g 4 =, V =, π R e V = V V =. ν a) Probleme de exloatare: Se dau:,,, Δ e, η. Se cere: sarcina =, Etae: π g 4 =, V =, π R e V =. ν Se dau:,,,, Δ e, η şi resiunea la consumator c. Se cere: otenţialul i la intrarea în conductă şi i. Etae: i = + c, i i = zi +, c c = zc +. =, acă z i = z c i i = de unde i. π g 4 =, V =, π R e c i + V =. ν = şi Se dau:,,, Δ e, η. b) Probleme de dimensionare: Se cere: diametrul. π g Etae: = şi =. Prin identificare 4 V ( V =, R π e = λ) ν Calculul conductelor legate în serie Fie o reţea de conducte formată rin montarea în serie a unor conducte simle. Se dau: debitul, elem. geometrice: i, i, Δ e, η, cotele terenului z i, sarcina la ieşire = + z, (ex. i = ). Se cere: sarcina. Etae de calcul:. Ecuaţia de continuitate: = = = = r r r i i i. Fig Conducte simle legate în serie. Potenţialul hidraulic = trebuie să învingă ierderile de sarcină totale h r. Pentru V = V = 0 rezultă: = h + h + h = h + h + h, (0)

5 unde: h = i = M ; = i = M. () h = i = M ; h Se obţine: = + + = ( M + M + M ). (). Sarcina la intrare, resectiv resiunea = + z este: = + () Concluzie: Sarcina necesară ca = cst. să treacă rin n conducte legate în serie se calculează ca la conducta simlă: = M e = n M i = a cărui modul de rezistenţă hidraulică echivalentă este: M e M i = n i = Calculul conductelor legate în aralel Fie o reţea de conducte formată rin montarea în aralel a unor conducte simle. Fig Conducte simle legate în aralel echivalentă cu: de unde: i (4) (5) Se dau: debitul = =, elem. geometrice: i, i, Δ e, η, înălţimile de oziţie z, z, sarcina la ieşire = + z, (ex. i = ). Se cere: sarcina. Etae de calcul:. Ecuaţia de continuitate: = = = + +. Mişcarea în fiecare conductă are loc sub aceeaşi diferenţă de otenţial =, care trebuie să învingă ierderile de sarcină de e fiecare ramură. Rezultă: = h = h = h = h = h = h, (6) r r r i i i M = M = M =, (7) = ; = ; M M M =. (8) Ecuaţia de continuitate devine: = + + M M M (9). Sarcina la intrare, resectiv resiunea = + z este: = + (0) Concluzie: n conducte legate în aralel ot fi înlocuite rintr-o conductă echivalentă al cărei modul de rezistenţă hidraulică echivalentă M e este: M e = () n i = Mi

6 Calculul conductelor cu debit uniform distribuit Conducta cu debit uniform distribuit conducta la care unctele de consum sunt distribuite echidistant e lungimea conductei şi consumă acelaşi debit q. in fig. = c + t () c = q = debit de consum, t = c = debit de tranzit, m q = debit uniform distribuit; q =. s m Se dau: debitul =, elementele geometrice:,, Δ e, η, z, z, sarcina la ieşire = + z. Fig Se cere: sarcina Conductă cu debit uniform distribuit. Etae de calcul:. ebitul x rin secţiunea aflată la distanţa x de intrarea în conductă este: x = q x = c + t q x. (). Se calculează ierderea de sarcină dh r e o lungime elementară dx: dx d hr = x (4). iferenţa de otenţial = trebuie să învingă ierderile de sarcină hr: = h r (5) 4. Se determină ierderea de sarcină totală h r : x hr = dhr = dx = ( c + t qx) dx = [ c + t + q x + ( ct cqx t qx) ]dx 0 0 Se înlocuieşte q = c şi se obţine: h r x x x dx c c c t c t c t = Se integrează şi rezultă: h c r = c t ( c ) t + + = t + 0,55 = =. (6) f 5. Sarcina la intrare, resectiv resiunea = + z este: = + (7) Concluzie: Relaţiile de calcul se reduc la cele ale unei conducte simle cu acelaşi modul M = însă cu un debit fictiv de calcul f = t + 0, 55c. Observaţii: a) acă t = 0 (conductă închisă) h rc = c b) acă c = 0 (consum nul) h rt = t c) acă c = t hrc = hrt 0

7 6..4. efiniţia, clasificarea şi calculul reţelelor hidraulice Reţea de conducte un sistem format dintr-un număr mai mare de conducte legate între ele, astfel încât să formeze ochiuri şi noduri şi la care distribuţia debitului se oate face dintr-o singură direcţie sau din mai multe direcţii (alimentarea consumatorilor se face de la una sau de la mai multe surse). Clasificare: reţele deschise sau ramificate reţele inelare sau închise a) REŢEE RMIFICTE b) REŢEE INERE Fig. 4 Reţea ramificată Fig 5 Reţea inelară sub formă de buclă şi centură Caracteristici: - nu au ochiuri; - consumatorii se alimentează dintro singură direcţie; - se foloseşte în cazul consumurilor mici, fără retenţia ca = cst.; = cst. vantaje: - sunt simle; - uşor de întreţinut; - consum redus de material. ezavantaje: - la orele de consum maxim şi scad stagnarea lichidului; - la defecţiune toţi consumatorii sunt deculaţi; - nu are siguranţă mare în exloatare; - nu are stabilitate hidraulică bună. Caracteristici: - au ochiuri şi noduri; - consumatorii se alimentează din două sau mai multe direcţii; - se foloseşte în cazul consumurilor mari, cu retenţia ca = cst.; = cst. vantaje: - asigură o reartiţie bună a şi ; - nu aare fenomenul de stagnare; - siguranţă mare în exloatare; - la defecţiune consumatorii se alimentează din altă direcţie; - are stabilitate hidraulică bună. ezavantaje: - dificultăţi în dimensionare; - investiţii mari; - descoerire greoaie a defectelor.

Σχετικά έγγραφα

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM Seminar S ANALA ÎN CUENT CONTNUU A SCHEMELO ELECTONCE S. ntroducere Pentru a analiza în curent continuu o schemă electronică,