Расчет оптимального диаметра трубопровода
Из двух значений, определенных по формулам , выбирают большее.
Расчет оптимального диаметра трубопровода – задача, требующая технико-экономических расчетов и учета множества факторов. Это связано с тесной взаимосвязанностью параметров проектируемого трубопровода и потока перекачиваемой среды. Увеличение скорости перекачиваемой среды позволяет уменьшить необходимый диаметр трубопровода, что снижает его материалоемкость, облегчает и удешевляет монтаж системы. В то же время увеличение скорости неизбежно влечет за собой потери напора, требующие дополнительных затрат энергии на перекачку среды. Чрезмерное снижение скорости так же может повлечь за собой нежелательные последствия.
Расчет внутреннего диаметра трубы ведется прежде всего из условия обеспечения допустимой скорости потока: d = √(4Q/3,14V) , где Q – расход перекачиваемой жидкости, м3/с; d – диаметр трубопровода, м; V – скорость потока, м/с.
На практике для расчета оптимального диаметра трубопровода используют значения оптимальных скоростей перекачиваемой среды, составленных на опытных данных:
| Перекачиваемая среда |
Оптимальная скорость в трубопроводе, м/с |
| ЖИДКОСТИ |
Движение самотеком: |
|
| |
Вязкие жидкости |
0,1 – 0,5 |
| |
Маловязкие жидкости |
0,5 – 1 |
| Перекачивание насосом: |
|
| |
Всасывающий трубопровод |
0,8 – 2 |
| |
Нагнетательный трубопровод |
1,5 – 3 |
| |
| ГАЗЫ |
Естественная тяга |
2 – 4 |
| Малое давление (вентиляторы) |
4 – 15 |
| Большое давление (компрессор) |
15 – 25 |
| |
| ПАРЫ |
Перегретые |
30 – 50 |
| Насыщенные пары при давлении: |
|
| |
Более 105 Па |
15 – 25 |
| |
(1-0,5)·105 Па |
20 – 40 |
| |
(0,5-0,2)·105 Па |
40 – 60 |
| |
(0,2-0,05)·105 Па |
60 – 75 |
В гидравлических системах, предназначенных для работы в стабильных температурных условиях, рекомендуются жидкости с вязкостью:
(20–40)×10-6 м2/с при давлении до 10 МПа;
(40–60)×10-5 м2/с – при давлении до 20 МПа
(110–175)×10-5 м2/с – при давлении 50–60 МПа.
В напорной гидролинии допускаются скорости
3 м/с при давлении 20 МПа
5 м/с при давлении 10 МПа.
На коротких участках длиною менее 100×dв скорость потока допускается до 7–10 м/с.
Внутренний диаметр трубы, исходя из условия критерия Рейнольдса определяется по формуле при температуре 323 К (50°С) d=4*Q/(3,14*Re*v) где Q-расход жидкости:м3/c, v-кинематическая вязкость:м2/с, Re - критерий Рейнольдса
Re<2000 - ламинарное течение
2000<Re<4000 -переходной режим
Re>4000 -турбулентное течение
Таблица зависимости кинематической вязкости от температуры.
|
