При перемещении жидкостей или газов затрачивается определенное давление. Полное давление Δp слагается из суммы потерь давления на:
- сопротивление трению ΣΔpmp;
- местных сопротивлений ΣΔpм.с.;
- сопротивлений самотяги ΣΔpс;
- сопротивлений, связанных с неизотермическим движением теплоносителя ΣΔpн;
- сопротивлений садки изделий ΣΔpсад.
Δр = ΣΔpтр + ΣΔpм.с. + ΣΔpс + ΣΔpн + ΣΔpсад (11)
При движении жидкости гидравлические потери давления на трение в трубах и каналах:
Δpтр = β ,н/м2 (12)
где β – коэф - т трения по длине канала или трубы;
υ – средняя скорость жидкости на участке, м/с;
ρ – плотность жидкости, кг/м3;
- длина канала или трубы, м;
dэ – эквивалентный или гидравлический диаметр, м;
Для каналов некруглого сечения
dэ =
где ƒ – сечение канала, м3;
p – периметр канала, м;
Для каналов прямоугольного сечения(ab)
dэ =
Коэффициент трения зависит от числа Рейнольдса, Re
Re = (13)
где ν – коэффициент кинематической вязкости, м2/с.
Числовое значение Re определяет характер движения. Установлено, что при Re < 2320 движение ламинарное, а при Re > 2320 – турбулентное.
Критическим, или предельным, называется Re = 2320, которое определяется по формуле:
Reпр = (14)
k – коэффициент шероховатости канала
k = 0,1 0,2 – новые стальные трубы;
k = 0,8 1,0 – чугунные трубы;
k = 3 – корродированные трубы.
При Re < Reпр
β = 0,11 (15)
При Re > Reпр
β = 0,11 (16)
При движении газа аэродинамические потери давления на трение о стенки н/м2
Δpтр = β (17)
где υ0 – скорость газа, м/с
ρ0 – плотность газа, кг/м3
t, tст – температура газа на участке и температура стенки,˚C
При отсутствии теплообмена на участке последний множитель в (17) опускают.
При ламинарном движении газа (Re < 2200)
β = (18)
а при турбулентном (Re >2200)
β = 0,19 (19)
β = 0,05 – для кирпичных каналов
β = 0,045 – для металлических с сильной коррозией
β = 0,035 - для металлических с небольшой коррозией
β = 0,025 – для металлических при отсутствии коррозии.
Гидравлические и аэродинамические потери давления на местные сопротивления (повороты, перегородки, диффузоры, задвижки, вентили и др.) определяют по формуле:
Δpм.с. = 0,5ξм.с. υ02ρ0 (20)
где ξм.с. – коэффициент местных сопротивлений (Вознесенский, стр.54, рис.9)
На вертикальных участках движения агента возникают потери давления на преодоления гидростатического давления (самотяга).
При изотермическом движении агента эти потери находят по формуле:
Δpс = н/м2 (21)
где h – расстояние по вертикали между входом и выходом агента, м
ρ1 и ρ2 – плотность агента входе и выходе, кг/м3
t1 и t2 – температура воздуха и газа,˚C
Знак (+) применяется при движении теплоносителя сверху вниз.
При неизотермическом движении агента потери давления:
Δpн = н/м2 (22)
При нагреве теплоносителя в агрегате величина Δpн положительна, при охлаждении отрицательна.