О потере напора во всасывающих рукавах

Разработка новых конструкций рукавов не может быть огра­ничена лишь обеспечением их необходимой прочности и устой­чивости формы. Важным эксплуатационным фактором является потеря напора, определяющая расход энергии на перекачку жид­кости по рукавам. Потеря напора зависит от шероховатости внут­ренней поверхности рукавов, что определяется конструкцией и технологией производства.

Как известно, потеря напора H в прямых достаточно длинных трубах, исчисляемая в Па (или в мм вод. ст.) определяется урав­нением

Безразмерный коэффициент л зависит от режима течения, опре­деляемого числом Рейнольдса

Переход из ламинарного в турбулентный режим происходит при Re порядка 1 000—30 000.

В трубах же с шероховатыми стенками коэффициент л зависит от величины абсолютной шероховатости, измеряемой средней высотой выступов на стенке трубы.  

Так как при прочих равных условиях потеря напора, а вместо с этим и расход энергии на перекачку жидкости по трубам стоит в прямой зависимости от величины коэффициента л, предста­вляется существенным определение этого коэффициента для рука­вов различных конструкций и, в первую очередь, для рукавов всасывающих. В рукавах с закрытой спиралью, при отсут­ствии впадин и волнистости на внутренней поверхности рукавов, для определения л (рис. 198, III) применимы уравнения для глад­ких труб. В таких же рукавах с значительными по глубине и часто расположенными впадинами (зависящими от технологиче­ских особенностей производства) переход от ламинарного к тур­булентному режиму происходит при Re = 1000 / 1500, т. е. раньше, чем это имеет место для гладких труб (рис. 198, IV).

По опытным данным, для рукавов с закрытой спиралью в ориентировочных расчетах л может быть выражено уравнением

В таких же рукавах диаметром 50 мм и более величина X мо­жет быть определена по уравнению (12.58).

В рукавах с открытой спиралью, имеющих характерную спи­ральную рубчатость внутренней поверхности, какими являются всасывающие рукава для нефтепродуктов, потери напора в 2— 3 раза выше, чем в рукавах с закрытой спиралью того же диа­метра. Ламинарный режим наблюдается лишь до Re = 600 800; переход в зону турбулентного режима сопровождается измене­нием потерь. При Re = 1500—2000 л  имеет минимальное значе­ние и составляет 0,049—0,068. В последующем, начиная с Re = = 3000 / 12 000, происходит переход в квадратичную зону, харак­теризуемую постоянством значений л независимо от чисел Рейнольдса. Величина л в этой области зависит от конструктивных особенностей рукавов (рис. 199): диаметра, относительной высоты волны на внутренней поверхности рукава и величин, характери­зующих наклон витков спирали.

Для рукавов диаметром 25—65 мм л изменяется во всасываю­щих рукавах с открытой спиралью от 0,056 до 1,08. Для практи­ческих расчетов гидравлических сопротивлений в квадратичной области применимо следующее уравнение:

Отношение   dр/k — обратная   величина   относительной   высоты волн.

Для ориентировочных расчетов достаточно уравнение

Пользуясь приведенными уравнениями и задаваясь определен­ным зазором (k —d/2) между дорном и внутренней, свободно лежа­щей спиралью и шагом спирали (t), можно спроектировать рукав с той  или иной заранее заданной  гидравлической характеристикой.

576 просмотров

Комментарии