Гідравлічний опір у трубопроводі

Гідравлічний опір у трубопроводі (рос. гидравлическое сопротивление в трубопроводе; англ. hydraulic resistance in pipeline; нім. hydraulischer Widerstand) — опір рухові рідини (гідросуміші або газів), що чиниться трубопроводом, обумовлює відповідні втрати напору (hв), визначення яких є одним з головних питань будь-якого гідравлічного розрахунку.

Загальний описРедагувати

Розрізняють гідравлічний опір по довжині — втрати на тертя (hт), які залежать від довжини та перерізу трубопроводів, їх шорсткості, в'язкості рідини та швидкості руху, та місцеві гідравлічні опори (hм), де відбувається зміна швидкості за напрямком та величиною:  .

За одиницю вимірювання напору і, відповідно, втрат напору (гідравлічних опорів) у гідравліці прийнято метри водяного стовпа (м. вод. ст.). Для круглих труб сталого перерізу втрати напору на тертя визначають за формулою Дарсі-Вейсбаха

 ,

де l і d — відповідно довжина та діаметр трубопроводу; u — середня швидкість руху рідини; λ — коефіцієнт гідравлічного тертя, який залежить від в'язкості, яка входить до числа Рейнольдса та відносної шорсткості стінок труби   (Δ — абсолютна висота шорсткості) тобто

 .

Вплив обох чинників на величину λ є різним для різних режимів руху. Для труб некруглого перерізу у формулах замість діаметра d застосовують значення гідравлічного діаметра

 ,

де S і П — площа та периметр перерізу труби.

Втрати напору у місцевих опорах визначають за формулою

 ,

де u2 — середня швидкість потоку після місцевого опору; ξ — коефіцієнт місцевого опору, який визначають за довідковими даними по результатах експериментів.

Питомі втрати напоруРедагувати

У практиці гідравлічного транспортування різних твердих матеріалів найчастіше застосовують параметр питомі втрати напору

 ,

одиницею вимірювання якого є м вод. ст./м.

У процесі експлуатації трубопроводів гідравлічний опір збільшується внаслідок відкладання парафіну (нафтопроводи), скупчення води, конденсату або утворення гідратів вуглеводневих газів (газопроводи). Для зниження гідравлічного опору проводять періодичне очищення внутрішньої порожнини трубопроводів спеціальними шкребками або роздільниками.

Питомі втрати напору, як правило, збільшуються зі збільшенням концентрації суспензії (гідросуміші), яка піддається гідротранспорту. Виключення складає випадок, коли змінюються характеристики рідкого середовища. Так, при певній швидкості V руху вуглемасляного грануляту в трубопроводі питомі втрати напору стають меншими ніж для води внаслідок утворення емульсії «масло у воді», яка стає несучим середовищем (ефект зміни несучого середовища при гідротранспорті).[1]

При транспортуванні газуРедагувати

Найбільше впливає на гідравлічний опір газу наявність в потоці газу рідкої фази, яка конденсується і накопичується в понижених місцях траси. Утворення при цьому гідратів і гідравлічні пробки на внутрішній поверхні труби локалізуються по довжині траси в природних пастках рідини (в понижених місцях газопроводу).

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. Білецький В. С., Світлий Ю. Г., Воробйов А. П. Дослідження гідравлічного транспортування вугілля, вугільно-масляного грануляту та вугільно-гранулятних сумішей // Матеріали міжнародної конференції «Форум гірників −2012» 3-6 жовтня 2012 р. Дніпропетровськ: Національний гірничий універси-тет. 2012. Т. 4. С. 180–185.

ДжерелаРедагувати