У попередній статті ми розглянули питання руху рідини в трубопроводі. дізналися, в яких режимах може рухатися вода і як визначити режим руху рідини за допомогою критерію Рейнольдса. У цій статті ми навчимося визначати втрати напору по довжині трубопроводу. Дану задачу можна вирішити двома способами: зробити необхідні розрахунки за формулами вручну або скористатися спеціальним програмним забезпеченням.
Почнемо з першого способу. Для розрахунків втрат напору по довжині трубопроводу застосовується формула Дарсі-Вейсбаха:
Вирішимо невелику завдання, з використанням даної формули.
Знайдемо втрату напору по довжині трубопроводу (h) при русі води температурою 60 ° C в поліпропіленової трубі 32 * 5,4 довжиною 10 метрів при витраті 14,5 л / хв.
D (вн) = 21,2 мм (0,0212 м)
Q = 14,5 л / хв (0,000242 м3 / с)
Розглянемо докладно рішення даної задачі.
Це завдання вирішується за формулою Дарсі-Вейсбаха. Однак, поки для застосування даної формули у нас недостатньо даних. Нам невідома швидкість потоку (V) і коефіцієнт гідравлічного тертя (λ). Швидкість потоку знаходиться за наступною формулою:
Площа перетину труби знайдемо за цією формулою:
R = D / 2 = 0,0106 м; S = 3,14 * 0,0106 ^ 2 = 0,000353 м ^ 2; V = 0,000242 / 0,000353 = 0,69 м / с. Швидкість ми знайшли.
λ = 0,11 * (0,00001 / 0,0212 + 68/30796) ^ 0,25 = 0,025
Тепер у нас є всі дані для того, щоб виконати розрахунок втрат напору по довжині трубопроводу за формулою Дарсі-Вейсбаха: h = 0,025 * 10 / 0,0212 * 0,69 ^ 2 / (2 * 9,8) = 0,283 м. відповідь: втрати напору по довжині трубопроводу склали 0,283 метра водяного стовпа.
А тепер вирішимо цю ж задачу з використанням спеціального програмного забезпечення. Для вирішення завдання нам буде потрібно ввести наступні обчислення у відповідних полях програми: температуру води, витрата, внутрішній діаметр і довжину труби. Решта значення, в тому числі і втрату напору по довжині трубопроводу, вирахує програма.
Завдання в даній програмі вирішується дуже швидко і точно. Значення втрат напору по довжині трубопроводу (лінійні втрати), обчислене програмою, збігається зі значенням, обчисленим нами раніше вручну за формулами (0,283 м).