Линейно спадане на налягането
Генерирайте електричество с вода
Линейните загуби на налягане се дължат главно на вискозитета на течността, която ще има тенденция да се „залепва“ по стените на тръбите и тръбите, течността, спираща по време на движението си, след това тече турбулентно.
Бързо изчисляване на линейни спада на налягането
Калкулаторът ви позволява да изчислите линейния спад на налягането на даден участък (сегмент А по подразбиране).
- ε показва използвания коефициент на грапавост (полиетилен).
- µ показва динамичния вискозитет на водата при 15 ° C.
- ρ представлява плътността на водата при 15 ° C.
- ΔH се изчислява с уравнението на Дарси-Вайсбах.
- fD се изчислява от корелацията на Haaland.
Практически казус
Предлагам ви да изчислите подробно линейните загуби на налягане на тръбата, която захранва турбината, за да видите дали резултатът от изчисленията съвпада с измерените стойности (и вече мога да ви кажа, че работи!).
За напомняне, манометърът в долната част на колоната показва общ спад на налягането от 2 бара (
20 m CE), което е сумата от единичния и линейния спад на налягането.
Първо ще проучим състава на тръбата: виждаме, че последната е направена от няколко секции с различен диаметър и различна дължина (диаграма по-долу). Следователно ще разбием тази тръба на сегмент със същия диаметър, за да изчислим съответния спад на налягането. Операцията ще се повтори за всеки сегмент и сумата от резултатите ще бъде равна на линейния спад на налягането на цялата тръба. Същата операция ще бъде извършена и при единичните спада на налягането.
Диаграма
- The сегмент А представлява главния воден стълб. Тя напуска резервоара и пристига пред хижата.
- The сегмент Б представлява клона, който обслужва хижата от основната колона. Произхожда от сегмент А и завършва в избата на хижата.
- The сегмент С представлява последните две тръби, които захранват самата турбина.
Обобщаваща таблица
| Обобщение на редовните спада на налягането | |||||
| Символ | Единици | Сегмент А | Сегмент Б | Сегмент В | |
| Обемен дебит | qv | m³/s | 0,0007 | 0,0007 | 0,00035 |
| Вътрешен Ø | д | mm | 26 | 19. | 19. |
| Дължина | L | м | 200 | 12 | 1 |
| Естество на поведение | - | - | HDPE * | HDPE * | HDPE * |
| Грапавост при шофиране | ε (епсилон) | mm | 0,0015 | 0,0015 | 0,0015 |
| Плътност на водата | ρ (Rhô) | kg/m³ | 999 100 | 999 100 | 999 100 |
| Динамичен вискозитет на водата (15 ° C) | µ (mu) | Не | 0,001139 | 0,001139 | 0,001139 |
| Гравитационно ускорение | ж | m/s² | 9.807 | 9.807 | 9.807 |
| Раздел | С | mm² | 530 | 283 | 283 |
| Скорост на водата | v | г-ца | 1.32 | 2.071 | 1,764 |
| Кинематичен вискозитет на водата (15 ° C) | ν (гол) | m²/s | 1,1400 -6 | 1,1400 -6 | 1,1400 -6 |
| Рейнолдс | Re | - | 30082 | 41166 | 20583 |
| Диета | - | - | Бурна | Бурна | Бурна |
| Коефициент на загуба на налягане (Haaland) | fD | - | 0,023413 | 0,021842 | 0,025688 |
| Линеен спад на налягането на метър сегмент | ΔH | m CE/m | 0,06 | 0,19 | 0,19 |
| Линеен спад на налягането на сегмент | ΔH | m CE | 15.97 | 4.29 | 0,11 |
| Общо линейно спадане на налягането | ΔH | m CE | 20.37 | ||
В сегмент C дебитът е намален наполовина, т.е. 0,00035 m³/s, тъй като турбината е оборудвана с два инжектора.
Подробен процес
В следващите изчисления бих взел за пример сегмент А от колоната. Следователно полетата на бъдещите калкулатори ще бъдат предварително попълнени със стойностите, които съответстват на този раздел, а именно:
- Диаметър на тръбата = 0,026 m (PE външен диаметър 32 mm)
- Дебит = 0,0007 m³/s (0,7 l/sec)
- Дължина на тръбата = 200 m
- Коефициент на грапавост = 0,0000015 m
- Плътност на водата = 999 100 kg/m³
- Динамичен вискозитет на водата = 0,001139 Pa/s
- Ускорение на гравитацията = 9,807 m/s²