Nyomáscsökkenés a hálózatban
Cand. SB Gorunovich (Ust-Ilimskaya CHP üzem)
Jelenleg egyre gyakrabban, a víz és a hő mennyiségének elszámolásához szükséges, az áramlásmérők telepítése a hő- és vízhálózatokra. Ugyanakkor ismert, hogy a teljes, pótolhatatlan veszteség jelentős része a szállítás során veszteségeket okoz a helyi csővezeték-ellenállásokban a folyékony és gáznemű közegek továbbítása során. A helyi ellenállás nyomásveszteséghez vezet (nyomás), és ennek következtében a fogyasztók költségeinek csökkenése.
Egyes áramlásmérők erős helyi ellenállások (például - membrán). Előfordulhat, hogy az áramlásmérő eszközök telepítésekor szükség van a meglévő csővezeték szűkítésére annak érdekében, hogy elegendő folyadéksebességet biztosítson az áramlásmérő hatékony működéséhez. Ezért, figyelembe véve a helyi ellenállás korlátozások, membránok, és a diffúzorok és confusors (sima tágulási és összehúzódási) a hidraulikus számítási hálózatok sürgető feladat.
Helyi veszteségek teljes nyomás merülnek fel, amikor a helyi sérti a normális áramlás, áramlási elválasztása a falak, az örvények keletkezése és intenzív turbulens keveredés áramlási mező megváltozik cső konfigurációt, vagy egy ülésen vagy áramlási akadályok (folyadék bevezető (gáz) gázvezeték, tágulási, összehúzódás, hajlító és elágazás áramlási folyadékáram (gáz) nyílásokon, rácsokon, fojtóeszközökön, porózus testeken történő szűréssel stb.). Ezek a jelenségek fokozzák a mozgó folyadék (azaz súrlódás) részecskéinek lendületét, növelve az energia eloszlását. A helyi nyomásveszteségek közé tartozik a dinamikus nyomásvesztés is, ha a folyadék (gáz) a hálózatból egy másik térfogatba vagy környezetbe kerül [4].
Ahhoz, hogy felmérjék a helyi ellenállások modern hidraulikai számítások működnek dimenzió együtthatója hidraulikai ellenállás nagyon kényelmes, hogy a dinamikusan hasonló patakok, amelyben a megfigyelt geometriai hasonlóság szakaszok, valamint az egyenlő Reynolds-számok (vagy más hasonlóság kritériumokat, adott esetben), hogy ugyanaz értéke függetlenül a folyadék típusát (gáz), valamint az áramlási sebesség (legalábbis a Mach-szám = 0,8-0,9) és a keresztirányú méretei szakaszok számított [4]. hidraulikus alaktényezője az aránya az elveszett ezen része a teljes energia (teljesítmény), hogy a kinetikus energia (teljesítmény) a kapott részben [4].
Elég elterjedt szolgáló mérőeszközt áramlási nyíláson (FLOW mosó), jellemzően formájában lapos gyűrű egy kerek lyuk a közepén közé kell beépíteni csővezeték karimák, lásd. 1. ábra.
Az ábrákon a következő jelölést használjuk: w az áramlási sebesség, F a keresztmetszeti terület, a wF mennyisége az áramlási sebesség, D az átmérő, és L a hosszúság. Az indexek jelzik a tagok tagságát.
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a folyadékáramlás egyszerű és hatékony eszközként a membrán negatív oldala is van, vagyis jelentős áramlási ellenállást eredményez.
A források [4], [6] a következő képletet javasolják a membrán ellenállási együtthatójának meghatározására, amelynek tervezési sémáját az 1. ábra mutatja:
A képlet a vékony, éles élekkel ellátott membránokra érvényes. ahol DT = 4F0 / N0. P0 a perem és Re> 10 5. A képlet szerkezete jól mutatja az F1 / F0 arány növelésével az ellenállás együtthatójának gyors növekedését.
A csatornák és csővezetékek finom kiterjedését a kisebb és nagyobb részek közötti átmenetekben diffúzoroknak nevezik. Az egyenes falú diffúzorok fő geometriai jellemzői a bővítés szöge. a bővítés mértéke nn1 = F1 / F0 és az ld / D0 relatív hosszúság. lásd a 2. ábrát. A növekedés a együtthatója ellenállása a diffúzor meghatározott hosszúságú, egy további növekedés a szög a terjeszkedés, okozta az erősítő turbulens áramlás keverés közben, határréteg elválasztása a diffúzor falak és a kapcsolódó erős örvény kialakulását [4].
Általában a hálózaton belül elhelyezkedő diffúzor ellenállási tényezője függ a bemeneti viszonyoktól, a Reynolds számától, a relatív sebességtől [4]. Azonban a mérnöki gyakorlatban, a relatív nagy Reynolds számokkal és a turbulens áramlással, a fenti tényezőket elhanyagolják.
Mérnöki számításoknál a diffúzor ellenállási együtthatójának meghatározásához a források [1], [4], [5], [6] a következő képletet javasolják:
Egy egyenletes sebességgel profil a bemeneti szakasz és a magas Reynolds-számok (Re> 2x10 5) arány (teljesség pin), hogy egy kúpos diffúzor expanziós szög [4]:
Ha elemezzük a diffúzor ellenállási együtthatójának értékét a tágulási szögben. akkor feltételesen megkülönböztethetünk három zónát:
a) az ellenállási együttható viszonylag alacsony értékei;
b) a gyors növekedés zónája;
c) az ellenállás együtthatójának magas értékei.
Nyilvánvaló, hogy a diffúzor ellenállásának csökkentése érdekében követni kell a szabályt :. Ha konstruktív okokból vagy más okból kifolyólag a diffúzor szöge nem tartható 60 fok alatt. Általában kikapcsolhatja a diffúzort a sávszélesség feláldozása nélkül.
Ami a Reynolds-számnak az együttható értékére gyakorolt hatását illeti, ezt a kérdést óvatosan kell megközelíteni.
b) a "Vízmelegítő hálózatok" [2] - 0,5-3 m / s referenciakönyvben;
c) a "Szellőztető rendszerek" [3] - 0.7-20 m / s képzési kézikönyvben.
Könnyen azt mutatják, hogy a minimális sebesség és átmérőjű (hőmérséklet 20 °). A Reynolds-szám hozhat minimális értékek a víz - 0,13h10 5. Air - 0,03h10 5. Meg kell venni, hogy a csökkenés a Reynolds-szám Re a = 0,5x10 5-1x10 5 az a) (at) zónában az ellenállási együttható nő 2 vagy több alkalommal.
A rövid diffúzorok (nagy kiterjedésű szögek) áramlási feltételei nagymértékben javíthatók, és az ellenállás csökken, ha az áramlás szétválasztását vagy örvényképződését megakadályozzák [4]. Az ellenállási együttható csökkentéséhez hozzájáruló tervezési megoldások példái a 3. ábrán láthatók. A [4] szerint a diffúzor ellenállási tényezője 35-40% -kal csökkenhet.
Részletesebben, az Idelchik alapvető munkájában az ellenállás csökkentésére szolgáló módszereket vesszük figyelembe [4].
Az átmenet egy nagyobb szakaszról egy kisebbre, egy zökkenőmentesen kúpos szakaszon - a zavaró mellett - viszonylag nagy, pótolhatatlan teljes nyomásveszteségek is társulnak. A zavaró tényező egyenes vonalú generátorokkal szembeni ellenállási tényezője a szűkület szögétől is függ. a korlátozás mértéke n0 = F0 / F1 és relatív hossza l0 / D0. és a Reynolds-féle kis Reynolds-számokhoz is, lásd a 12. ábrát.
A mérnöki számításoknál célszerű a zavaró tényezők teljes ellenállási tényezőjét [4], [6] formában ábrázolni:
A zavaró és az egyenletes generátorok általános ellenállási tényezőjének határain belül van egy minimum, amely legalább Re> 10 5 esetén gyakorlatilag állandó és 0,05 [4] marad.
Convergers ellenállás jelentősen csökkenthető, egy sima átmenet a nagyobb a kisebb keresztmetszet egy ívelt képező (körív vagy más görbe), és közben a kerekítési convergers egyenes vonalú fali aljzatból egy egyenes szakasz, lásd. 6. ábra.
CONFUSION-DIFFUSION TRANSITION
Ismeretes, hogy az egymás mellett elhelyezkedő ellenállás kölcsönösen befolyásolja egymást.