Эквивалентная шероховатость труб это

На потери напора по длине при турбулентном режиме может оказывать влияние шероховатость стенок. ее обозначают k (или Δ). Абсолютной шероховатостью k называют среднюю высоту выступов шероховатости. Опыты показали, что при одной и той же величине абсолютной шероховатости влияние ее на величину гидравлического сопротивления различно в зависимости от диаметра трубы. Поэтому вводится величина относительной шероховатости . Относительной шероховатостью называется отношение абсолютной шероховатости к диаметру трубы, т.е. . Под эквивалентной шероховатостью Эта шероховатость пред­ ставляет собой выступы равномерно распределенной зернис­ той абсолютной шероховатости такого размера, который дает при подсчетах одинаковые с действительной шероховатостью потери напора. Значения эквивалентной шероховатости опре ­ деляют на основании гидравлических испытаний трубопроводов и пересчета их результатов по соответствующим формулам. При практических расчетах значения эквивалентной шеро­ ховатости принимают с учетом материала трубы и ее состояния, зависящего, в частности, от продолжительности и условий эксплуатации
Трубы называют гидравлически гладкими, если шероховатость не влияет на их гидравлическое сопротивление. Для них используют эмпирические формулы: формулу П.К.Конакова для диапазона изменения критерия Рейнольдса от критического до нескольких миллионов формулу Блазиуса для 2300 5 К гидравлически гладким трубам относят цельнотянутые трубы из цветных металлов, а также стальные высококачественные бесшовные трубы. На сопротивление шероховатых труб оказывает влияние критерий Рейнольдса, относительная шероховатость и ее характер. Равномерно распределенная зернистая шероховатость имеет один и тот же размер и форму бугорков при ламинарном течении шероховатость стенок канала на сопротивление влияния не оказывает; критическое значение критерия Рейнольдса от шероховатости практически не зависит; в области турбулентного течения при небольших значениях Re и малых D/d шероховатость на сопротивление не влияет. Однако с увеличениемRe это влияние начинает проявляться; при большихD/d и высоких значениях критерия Рейнольдса коэффициент сопротивления перестает зависеть отRe и становится постоянным для данного значения D/d. Для труб с реальной шероховатостью, в которых бугорки имеют различную высоту и, при увеличении значения критерия Рейнольдса, начинают выступать за пределы ламинарного подслоя не одновременно, переход от линии, соответствующей сопротивлению гладких труб, к прямым горизонтальным участкам происходит более плавно. Для практических расчетов коэффициента сопротивления шероховатых труб используют формулу А.Д.Альтшуля , где Dэ — эквивалентная абсолютная шероховатость (реальная шероховатость, которая оказывает такое же воздействие, что и равномерная зернистая шероховатость в опытах И.И.Никурадзе). Характерные значения Dэ для труб из различных материалов
Читайте также:  Дожигатель для газовой горелки своими руками
Трубы из латуни, свинца, меди 0,000 ¸ 0,002
Стальные высококачественные бесшовные трубы 0,06 ¸ 0,20
Стальные трубы 0,1 ¸ 0,5
Чугунные трубы 0,2 ¸ 1,0

Для труб, отличающихся по форме от цилиндрических, вводят понятие гидравлического (эквивалентного) диаметра. Гидравлический диаметр — это диаметр круглой трубы, имеющей площадь поперечного сечения, равную площади трубы иной формы

,

где П — полный смоченный периметр трубы.

Гидравлический диаметр используют в формулах для расчета потерь давления в трубах, форма поперечного сечения которых отличается от круга.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы

Рисунок 397. Шероховатость и зарастание трубопровода

Пропускная способность трубопроводов в период эксплуатации снижается, вследствие коррозии и образования отложений на трубах. При этом происходит изменение шероховатости трубопровода и его зарастание (уменьшение поперечного сечения). Увеличение шероховатости и зарастание приводит к уменьшению диаметра трубопровода и как следствие к увеличению потерь напора. Меньше всего этому явлению подвержены асбоцементные, стеклянные и пластмассовые трубы. Сложность физических, химических и биологических явлений, определяющих изменение шероховатости труб и их зарастание, приводит к необходимости ориентироваться на некоторые средние показатели, которые в первом приближении можно оценить по формуле [5]:

Рисунок 398. (19)

— коэффициент эквивалентной шероховатости для новых труб в начале эксплуатации, мм;

— коэффициент эквивалентной шероховатости через t лет эксплуатации, мм;

— ежегодный прирост абсолютной шероховатости, мм в год, зависящий от физико-химических свойств подаваемой по ним воды.

По А.Г. Камерштейну, природные воды разбиваются на пять групп, каждая из которых определяет характер и интенсивность снижения пропускной способности трубопровода:

Коррозионное

воздействие

Группа Характеристика природных вод Ежегодный прирост абсолютной шероховатости, мм в год
Группа 1 Слабое Слабоминерализованные некоррозионные воды с показателем стабильности от – 0.2 до + 0.2; вода с незначительным содержанием органических веществ и растворенного железа. 0.005 – 0.05 (в среднем 0.025)
Группа 2 Умеренное Слабоминерализованные некоррозионные воды с показателем стабильности до – 1.0; воды, содержащие органические вещества и растворенное железо в количестве, меньшем 3 г/м 3 . 0.055 – 0.18 (в среднем 0.07)
Группа 3 Значительное Весьма коррозионные воды с показателем стабильности от – 1.0 до 2.5, но с малым содержанием хлоридов и сульфатов (меньше 100 – 150 г/м); воды с содержание железа больше 3 г/м 3 . 0.18 – 0.4 (в среднем 0.20)
Группа 4 Сильное Коррозионные воды с отрицательным показателем стабильности, но с большим содержанием сульфатов и хлоридов (больше 500 – 700 г/м); необработанные воды с большим содержанием органических веществ. 0.4 – 0.6 (в среднем 0.51)
Группа 5 Очень сильное Воды, характеризующиеся значительной карбонатной и малой постоянной плотностью с показателем стабильности более 0.8; сильноминерализованные и коррозионные воды с плотным осадком более 2000 г/м 3 . 0.6 – 3.0
Читайте также:  Новый холодильник самсунг шумит

Зарастание трубопровода можно измерять при выполнении реконструкции трубопроводов или ежегодных ремонтах при помощи обычной линейки (рисунок выше), а увеличение шероховатости определять по выше изложенной методике.

Значения коэффициента эквивалентной шероховатости для новых труб приведены в таблице ниже.

Тип трубы Состояние трубы Коэффициент эквивалентной шероховатости трубы, мм Среднее значение коэффициента эквивалентной шероховатости трубы, мм
Бесшовные стальные трубы Новые и чистые 0.01 – 0.02 0.014
Стальные сварные трубы Новые и чистые 0.03 – 0.1 0.06
Чугунные трубы Новые асфальтированные 0 – 0.16 0.12
Чугунные трубы Новые без покрытия 0.2 – 0.5 0.3
Асбестоцементные Новые 0.05 – 0.1 0.085
Железобетонные Новые виброгидропрессованные 0 – 0.05 0.03
Железобетонные Новые центрифугированные 0.15 – 0.3 0.2
Пластмассовые Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001
Стеклянные Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001
Алюминиевые Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001

Общие потери в трубопроводе, с учетом потерь в местных сопротивлениях могут быть определены по формуле:

Эквивалентная шероховатость

Эквивалентная шероховатость — такая условная, постоянная по длине трубы шероховатость, образованная выступами одинаковой высоты еа, при которой потери энергии потока на трение будут теми же самыми, что и при данной реальной шероховатости с выступами различной величины. [1]

Эквивалентная шероховатость — это искусственная равномерная зернистая шероховатость с такой высотой ( диаметром) зерен ( Дэ rf3), при которой в области квадратичного сопротивления ( где Л зависит только от шероховатости и не зависит от Re) значение коэффициента К равно его значению при естественной шероховатости. [2]

Эквивалентная шероховатость — это воображаемая равномерная зернистая шероховатость с такой высотой ( диаметром) зерен ( Да d3), при которой в области квадратичного сопротивления ( где X зависит только от шероховатости и не зависит от Re) значение коэффициента А равно его значению при естественной шероховатости. [3]

Читайте также:  Утепление потолка в частном доме видео

Эквивалентная шероховатость в зависимости от диаметра трубы по-разному сказывается на величине гидравлических сопроти-лений. [5]

Эквивалентная шероховатость не может быть непосредственно измерена и определяется путем точных гидравлических испытаний. [6]

Эквивалентная шероховатость может быть определена из табл. 4.2 [ 96, с. [8]

Эквивалентная шероховатость зависит от материала ( металла, бетона и др.) трубопровода и его состояния. [9]

Эквивалентная шероховатость введена для характеристики шероховатости реальных труб, у которых высота отдельных шероховатостей неравномерна. [10]

Эквивалентная шероховатость определяется путем испытания данной трубы в области квадратичного сопротивления и вычисления А по опытному значению А из формулы ( 2 — 23), которая получена в результате исследования труб с искусственно созданной зернистой шероховатостью. [11]

Эквивалентная шероховатость & э учитывает не только среднюю высоту выступов, но также их форму, расположение в плане и пр. [12]

Количественно эквивалентная шероховатость в формуле Альтшуля характеризует суммарное влияние состояния внутренней поверхности стенки трубопровода на коэффициент гидравлического сопротивления. [13]

Эквивалентная шероховатость образцов в первоначальный период коррозионного разрушения поверхностного слоя заметно снижается. Под действием малых электрических токов, возникающих на поверхности металла в результате взаимодействия с ним электролита, происходит разрушение выступов шероховатостей. Как на выступах, так и на впадинах имеют место и аноды и катоды. Но на выступах поляризация катодных поверхностей быстро устраняется создаваемой потоком деполяризацией. В то же время действие коррозионных элементов во впадинах будет сильно замедляться иенарушаемой поляризацией с накоплением в этих впадинах продуктов коррозии. [14]

Кэ-абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода из листовой стали, равная 0 1 мм; d — диаметр воздуховода, мм; Re-число Рей-нольдса. [15]

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *