Изчисляване на хидравлична мрежа, спад на налягането, триене, гликол, антифриз, тръбопроводи
Изчисляване на общите спада на налягането
Изчисляването на линейния спад на налягането, съответстващ на общия поток в праволинеен канал, се дава по следната обща формула:
- D стр = линеен спад на налягането в Pa
- L = коефициент на загуба на налягане (безразмерно число)
- стр = плътност на водата в kg/m3
- V = скорост на потока в m/s
- д = диаметър на хидравличната тръба в m
- L = дължина на тръбата в m
- Спадът на налягането е логически пряко пропорционален на дължината на тръбата: той се увеличава, когато дължината на тръбата се увеличава.
- С намаляването на диаметъра спада на налягането се увеличава значително. Течността има по-големи трудности при протичане, поради което триенето се увеличава при еднакъв дебит.
- Колкото повече се увеличава потокът (по-висока скорост), толкова повече се увеличават силите на триене за идентичен диаметър.
Режими на потока
Естеството на режима на потока на флуида се определя от стойността на числото на Рейнолдс. Различните режими на потока се визуализират чрез графичното представяне на диаграмата на Moody, използвайки числото на Рейнолдс за оста X и коефициента на триене F за оста Y.
Режимът на потока на флуида се характеризира в 3 форми:
| Ламинарен режим | Число на Рейнолдс по-малко от 2000 показва, че потокът е спокоен и редовен. |
| Турбулентен режим | Число на Рейнолдс, по-голямо от 4000, показва, че потокът е под формата на вихър и вихри. |
| Критична област | Числото на Рейнолдс, разположено 2000 и 4000, показва, че потокът е нестабилен между ламинарния режим и турбулентния режим. |
Вискозитетът на течността е нейната характеристика да бъде повече или по-малко течност или, с други думи, да се противопоставя на повече или по-малко устойчивост на изпомпване или преминаване през отвор или тръба. Температурата има голямо влияние върху вискозитета.
Числото на Рейнолдс е обратно пропорционално на кинематичния вискозитет. Вискозитетът на течността е характеристика, която определя устойчивостта на движение на течността. Колкото по-висок е кинематичният вискозитет, толкова по-трудно ще бъде преместването на флуида в тръбопровода.
Колкото по-вискозна е течността, толкова по-голямо е триенето, следователно спадът на налягането се увеличава.
Температурна зависимост от вискозитета:
- Газообразни течности = Вискозитетът се увеличава с повишаване на температурата.
- Течности = Вискозитетът намалява с повишаване на температурата.
Кинематичен вискозитет (v) е отношението на динамичния вискозитет към плътността на флуида
Изчисляване на числото на Рейнолдс
Числото на Рейнолдс е немерно (следователно без единици). Той съчетава 3 важни характеристики на потока и течността: скорост, плътност и вискозитет.
Диаметърът е необходим, за да направи числото неразмерно. Диаметърът се нарича характерна дължина.
Число на Рейнолдс 2000 или по-малко показва ламинарен поток, докато число от 4000 или повече показва турбулентен поток.
Номерът на Рейнолдс е дефиниран или:
(kg/m.s = 1 Poiseuille = 10 poises)
Коефициент на спадане на налягането
Ламинарен поток (Re £ 2000)
При ламинарен режим естеството или състоянието на повърхността на вътрешните стени на тръбите не участва в изчисляването на спада на налягането.
Коефициентът на спада на налягането се определя от следната функция:
- L = коефициент на загуба на налягане
- Re = Число на Рейнолдс