расчеты потери давления в металлорукавах стандартных типоразмеров

Металлические рукава применяются для транспортировки веществ самой различной консистенции (в твердом,жидком, газообразном состоянии). Одним из важных факторов при выборе рукава является величина потери давления, вносимого в магистраль металлорукавом.

Потеря давления из-за гидросопротивления рукава

В теоретической модели различают три различные состояния потока (характеризуемых числом Рейнольдса) выше зоны ламинарного потока:

- зона турбулентности, когда в гофре образуются первичный и вторичный вихри;

- переходная зона, когда вихреобразование "садится" на внутренние кромки гофр, что ведёт к уменьшению "эффективного сечения" рукава;

- высокоскоростная зона, когда очаги вихреобразования (предыдущий пункт) начинают взаимодействовать вдоль потока между собой (интерферируют).

Для наглядности ниже приведена фотография вихреобразования при течении жидкости в металлорукаве типа РГТС с внутренним диаметром 25 мм и график изменения коэффициента трения в зависимости от числа Рейнольдса. График разделён на упомянутые выше зоны режимов течения жидкости.

На графике нанесены границы зон, упомянутых выше, с соответствующими эпюрами распределения скорости потока по сечению рукава.

Потери давления рассчитываются по формуле:

где: Δ - потери давления ( Па = Н / м²= 0.1 кГ/ м²)

λ - коэффициент трения (из графика. Безразмерный)

I - фактическая длина рукава (мм)

d - внутренний диаметр рукава (мм)

b - коэффициент сопротивления в изогнутом состоянии (безразмерный)

ρ - плотность (массовая) вещества (кг/м³)

V - скорость потока (м/сек)

Коэффициент трения λ рассчитывается экспериментальным путём для каждого типа металлорукава для базовых значений ( из типоряда ) внутреннего диаметра и фиксированной длины.

На графиках ниже коэффициеннт ( λ) представлен, как функция числа Рейнольдса (Re).

Такая характеристика описывает состояние потока через геометрию потока, его скорость и вида передаваемой жидкости.

Число Рейнольдса можно рассчитать по следующей формуле:

Где: Re = число Рейнольдса (безразмерное)

ν = кинематическая вязкость (м²/сек)

V = скорость потока (м/сек)

d = внутренний диаметр рукава (мм)

Коэффициент сопротивления формы ( ζ ) учитывает увеличение гидросопротивления из-за изгибов рукава. Изгиб характеризуется отношением радиуса изгиба к внутреннему диаметру трубопровода и углом изгиба по окружности изгиба.

Этот коэффициент рассчитан фирмой-изготовителем экспериментальным путём для:

- рукавов с диаметрами из стандартного (для фирмы) типоряда;

- для фиксированного угла изгиба в 180˚ ;

- как функцию отношения (d/R).

Из графика находится значение коэффициента (ζ) и корректируется в соответствии с реальным углом изгиба по формуле:

Где: ζb = искомый коэффициент сопротивления;

ζ = коэффициент сопротивления при изгибе в 180˚ ;

α = угол изгиба рукава.

Ниже приведены графики для определения значений коэффициентов (l) и (z), входящих в правую часть выражения для (Dp) для металлорукавов конкретных типов и диаметров.

Для поиска значений (l), предварительно определяется значение числа Рейнольдса (Re) и по величине диаметра рукава выбирается соответствующая кривая. На вертикальной оси фиксируется искомое (l).

Для поиска значений (z), предварительно определяется значение отношения (R/d) и из другого графика определяется, так же с учетом диаметра рукава, искомое (z).

Ниже приведены графики для рукава типа РГТС.

Специалисты нашей компании произведут расчет металлорукава по требуемым Вам параметрам. Звоните (347) 292-10-40 или напишите на наш адрес электронной почты uralproekt@uralproekt-ufa.ru