Понижение давления в трубопроводе

Каждый человек, решивший самостоятельно обустроить водоснабжения своего дома, должен быть готов к такой проблеме, как уменьшение напора внутри системы. Как правило, причина кроется в том, что падает общее давление воды в трубе: именно поэтому подбор мощности скважинного насоса должен осуществляться с особой тщательностью.

Понижение давления в трубопроводе

Почему падает напор в водопроводе

Когда жидкость двигается по трубопроводу, она встречает определенные препятствия на своем пути.

На внутреннее сопротивление водопровода оказывают влияние такие факторы:

  1. Внутренний диаметр трубы. Его уменьшение прямо пропорционально увеличению сопротивления.
  2. Скорость движения воды в системе. Чем она больше, тем сопротивление сильнее.
  3. Особенности покрытия трубы, которое находится в непосредственном контакте с водой. Потери давления в трубопроводе могут возникать по причине излишней шероховатости внутренней поверхности.

Следует сказать, что даже если речь идет о транспортировке воды по прямой трубе, все равно определенное торможение ее потока наблюдается. Чем более увеличивается протяженность водовода, тем более возрастает показатель суммарного сопротивления.

Потеря давления в прямых трубопроводах

Чтобы точно произвести необходимые расчеты, удобнее всего применить особые таблицы и формулы: они позволят получить наиболее точные параметры. Следует также взять во внимание, что питающие водопроводы в последнее время в основном монтируются из полимерных труб. Падение давления в трубопроводе данного типа наблюдается в заметно меньших масштабах.

Понижение давления в трубопроводе

Для данных изделий характерны следующие эксплуатационные преимущества:

  • Небольшой вес и удобная установка.
  • Антикоррозийная безопасность.
  • Отличные показатели гладкости используемых для изготовления данных труб полимеров. Благодаря этому удается заметно снизить внутреннее сопротивление системы. По этому параметру пластиковые водоводы примерно в 1,5 раза выгоднее металлических аналогов.

Как учитывать местные сопротивление

Наряду с линейными потерями внутри трубопроводов могут иметься так называемые «местные» сопротивления. Речь идет прежде всего об элементах, обеспечивающих разветвление и управление мощностью потока – тройниках, кранах, вентилях, угловых коленах, клапанах и т.п. На параметры потери внутри этих изделий влияет скорость потока жидкости и их конфигурация. Читайте также: "Какое должно быть давление в трубах водоснабжения – правила расчета".

Формула, по которой рассчитывается внутреннее сопротивление

Как определить потери напора в трубопроводе? Расход воды определяется такой формулой: Q = V×S. Расход воды здесь обозначается, как «Q» (м3/сек), площадь сечения трубы – как «S». Для обозначения скорости здесь используется буква «V» (м/сек). Для вычисления площади сечения используется классическая формула S = π×D2/4, где под «D» понимается диаметр водопроводной трубы. Читайте также: "Как рассчитать расход воды по диаметру трубы – теория и практика".

Понижение давления в трубопроводе

Когда расчеты искомых величин будут закончены, можно прийти к выводу о мизерности показателей местного сопротивления, при сравнении с общими (суммарными) потерями, вне зависимости от того, какие именно образцы используются. Сопротивление воды в трубах может немного возрасти, если повысить скорость потока: это происходит из-за того, что водный канал по своей узкой части начинает пропускать большой объем воды.

Потери воды в трубопроводах могу возрасти до значительных показателей. Чтобы этого не происходило, рекомендуется изначально комплектовать водопроводы изделиями с большим диаметром: впоследствии некоторые дополнительные финансовые траты с лихвой компенсируются. Это даст возможность вообще отказаться от учета местного сопротивления. Если же говорить об общих ситуациях, то параметры потери в водопроводной системе вычисляются с учетом расхода 2-4 м3 жидкости для местных сопротивлений. Когда приходится учитывать потери при прохождении прямолинейных участков, то уровень суммарных потерь может достигать примерно 5 м3.

Давление – важный фактор, определяющий эффективность работы всей водопроводной системы. Если давление ниже нормы, напор падает, и вода из кранов поступает очень медленно. В таком состоянии водопровод не сможет обеспечить нормальное функционирование любой бытовой техники. И речь не идёт о мощных гидромассажных боксах или джакузи. Встанет даже посудомоечная и стиральная машина – техника относительно не требовательная к показателям давления.

Следует отметить, что повышенное давление тоже является неблагоприятным фактором, значительно осложняющим жизнь хозяевам. Максимальные показатели создают мощный напор воды, что повышает изнашиваемость бытовой техники и гидроаккумулятора, а также увеличивает риск разгерметизации трубопровода в местах соединений всех элементов конструкции.

Что такое норма давления

Один бар соответствует весу водяного столба высотой в десять метров. Для обеспечения работы современной гидромассажной ванны или кабинки требуется Понижение давления в трубопроводедавление в 4 бара. Если установлена только стиральная или посудомоечная машина, вполне можно обойтись более скромными показателями – примерно в 2,5-3 бара.

Нормой для многоэтажного дома является давление в четыре бара, создающее внутреннюю нагрузку на трубопровод сопоставимую с давлением 40-метрового водяного столба. Это давление без проблем переносится фитингами и запорно-регулирующей арматурой водопровода.

К чему приводят отклонения от нормы

К сожалению, такое идеальное давление на практике встречается достаточно редко, в связи с чем жильцов ожидают неприятности с водопроводным оборудованием и трубами.

Повышение давления от 4 до 10 бар приводит:

  • к выходу из строя керамических вентилей и муфт, оснащённых резьбовыми соединениями;
  • к поломкам клапанов у бытовых приборов, подключённых к водопроводу.

Причём критическим показателем может стать цифра в 6,5 бара!

Понижение давления от 4 до 1 бара приводит:

  • к отказу большинства сантехнических приборов (гидромассажная ванна включается при 4, стиральная машина при 2 барах, душ работает при показателе в 1,5 бара);
  • малому напору в кранах.

Как измеряется давление

Очевидно, что отклонения от нормы можно заметить буквально на глаз.

При малом давлении вода едва вытекает из полностью открытого крана. При повышенных показателях она вырывается из крана толчками, а иногда и с хорошо слышимым шипением.

Понижение давления в трубопроводеДля подтверждения собственных догадок необходимо использовать специальный прибор – манометр для воды. Зафиксировав отклонение от нормы, можно приступить к регулировке давления. При использовании автономной водопроводной системы это можно сделать своими силами. К счастью, необходимая регуляция производится очень просто. Частный водопровод – это очень гибкая в эксплуатации система, которая легко и точно настраивается под нужды хозяев.

Собственник водопровода может принять любое решение – опустить показатель давления до одного бара или поднять его до комфортных шести баров, требующихся для круглосуточного полива газона. Но специалисты советуют всё-таки подходить к процессу регулировки очень взвешенно. Чтобы правильно провести настройку, необходимо учесть технические характеристики насоса. Производители обязательно указывают оптимальные значения давления (нижний и верхний предел). Также определяется нагрузка на систему – уточняется количество кранов и потребности бытовой техники, работа которой зависит от правильной подачи воды.

Читайте так же:  Цилиндрический утеплитель для дымохода

Давление в 1,5 бара позволит одновременно пользоваться двумя сантехническими приборами. Например, краном в санузле и на кухне. Показатель в 3-4 Понижение давления в трубопроводебара – самое комфортное значение для автономного водопровода. Оно подходит для большинства частных домов. Если источник воды обладает высокой производительностью (дебитом), запасы живительной влаги будут возобновляться с большой скоростью. Обычно такая ситуация наблюдается при использовании полноводных артезианских скважин. В таких условиях можно рискнуть и установить максимальный показатель давления в 6 бар, при условии надёжной герметизации всех стыков в системе. По мнению специалистов, сварные швы гораздо надёжнее резьбовых соединений и лучше выдерживают мощный напор.

Повышение давления

В подавляющем большинстве случаев хозяева жалуются на небольшой напор. Поэтому повышение давления является самой актуальной проблемой эксплуатации автономных водопроводов.

Решить проблему можно двумя способами:

  • установив насос, повышающий давление;
  • или подключив в систему резервный (накопительный) бак.

Понижение давления в трубопроводеИспользование насоса повышения давления актуально для городских квартир, то есть, для жилых объектов, не обладающих большими площадями и не рассчитанных на обустройство подсобного помещения.

Также такой агрегат можно установить на даче или в частном доме, при условии близкого расположения колодца (скважины). Особенно выручает дополнительный насос, если мощности основного не хватает для подачи воды на второй этаж. Устанавливается дополнительный насос на входе трубопровода в здание (монтируется на трубу перед первым тройником). Такой агрегат дополнительно насыщает воду воздухом и делает её более разрежённой. Рекомендуется в качестве основного насосного оборудования использовать устройства вибрационного типа не чувствительные к избытку кислорода.

Использование накопительного бака – традиционный способ повышения давления в загородном водопроводе автономного типа. Обычно дачные дома имеют подсобные помещения, площадь которых позволяет разместить резервный бак или гидроаккумулятор. Бак также удобно устанавливать на чердаке. Если произойдёт аварийное отключение основного насоса, у хозяев какое-то время будет запас воды на основные нужды (питьё и приготовление еды). Размещённый на высоте бак позволяет воде самотёком стекать в водопроводную систему и наполнять краны. Гидроаккумуляторы удобнее устанавливать в подвальном помещении либо непосредственно в санузле (компактные модели на 24-50 литров позволяют это сделать). Насосная станция с гидроаккумулятором создаёт давление от 1 до 5 бар.

Понижение давления

Бывают отдельные случаи, когда высокое давление вредит водопроводной системе и затрудняет работу основного насоса. В этом случае применяется ручная регулировка реле давления. Этот блок установлен непосредственно на гидроаккумуляторе. Рядом находится встроенный в систему манометр, с помощью которого и производится настройка.

Для регулировки необходимо выполнить следующие действия:Понижение давления в трубопроводе

  • Блок управления и вся насосная станция отключается от электрической сети.
  • Снимается защитная крышка блока автоматического управления.
  • Под ней находится две пружины с гайками, предназначенные для изменения заводских настроек. Верхний регулятор большего размера отвечает за включение насоса (нижний показатель на манометре). Нижний регулятор меньшего размера помогает изменить верхний показатель давления (на выключение насоса).
  • Настраивается верхний регулятор, станция подключается к электропитанию и производится определение нижнего показателя давления по встроенному манометру.
  • Затем станция вновь обесточивается. С помощью нижнего регулятора увеличивается (по часовой стрелке) или уменьшается (против часовой стрелки) верхний показатель давления. Результаты настройки проверяются при включении электропитания.

Именно нижняя, меньшая по размеру, пружина с гайкой позволит снизить давление и напор в водопроводной системе (уменьшит диапазон срабатывания реле).

Использование манометра

Как было сказано выше, определить давление можно с помощью отдельного манометра, имеющего шкалу со значением до 1 килограмма на сантиметр. Такое устройство подходит для измерений в условиях городской квартиры (при отсутствии насоса повышающего давление).

Какое значение имеют болота для нашей планеты? В нашей статье это вопросы полностью раскрыты.

Машиностроение и экология – что делать? По https://greenologia.ru/eko-problemy/mashinostroenie ссылке все исходные данные.

Чтобы произвести измерения, необходимо:

  • приобрести насадку с резьбой на кран;
  • отрезать два небольших куска шланга необходимого диаметра;
  • закрепить на одном конце насадки один кусок шланга, а затем накрутить насадку на кран;
  • ко второму концу шланга прикрепить манометр;
  • на другой выход манометра установить второй отрезок шланга (он служит для аккуратного слива воды в ванну или раковину);
  • все соединения зафиксировать хомутами;
  • включить воду (кран открывается полностью!) и снять показания прибора.

Понижение давления в трубопроводеПонижение давления в трубопроводеПонижение давления в трубопроводеПонижение давления в трубопроводе Понижение давления в трубопроводе(Пока оценок нет)

75. Гидравлика: Понятие потерь давления

Напомним, что этот вопрос вкратце уже упоминался в разделе 18 "Проблема внезапного вскипания хладагента в жидкостной магистрали ". Чтобы пополнить наши знания в этой области, проведем небольшой мысленный опыт с помощью схем на рис. 75.1 и 75.2. Для проведения этого опыта нам потребуются ручной кран на сливной магистрали градирни, при открытии которого градирня опорожняется, и поплавковый клапан, поддерживающий постоянный уровень воды в баке градирни. На выходе из сливной магистрали в точке В (перед краном) установим манометр, проградуированный в барах. Этот манометр будет показывать нам давление в точке В. Установим также стеклянную трубку, которая будет показывать давление в точке В в метрах водяного столба (м вод. ст.), то есть высоту уровня воды, эквивалентную давлению в точке В.
Понижение давления в трубопроводе
На рис. 75.1 слева <схема 1) кран на сливной магистрали закрыт. Уровень воды в трубке находится на высоте 5 м, то есть давление в точке В равно 5 м вод. ст. Манометр в точке В показывает величину избыточного давления, обусловленного высо-
той столба жидкости, то есть 5 м вод. ст. или 0,5 бар: давление, измеренное манометром, равно высоте столба.
На рис. 75.1 справа (схема 2) кран на сливной магистрали открыт. Под действием силы тяжести, сразу же после открытия крана, вода из бака начинает сливаться. Как только вода приходит в движение, ее уровень в стеклянной трубке падает до 4,5 м: следовательно, потери давления на участке от точки А до точки В равны 5 – 4,5 = 0,5 м вод. ст. Манометр в точке В также показывает падение давления на величину потерь, которые равны 0,5 – 0,45 = 0,05 бар (то есть 0,5 м вод. ст.).
Понижение давления в трубопроводе
Отсюда делаем вывод: как только вода пришла в движение, появились потери давления.
Эти потери обусловлены вязкостью воды и за-висят от ее скорости. В основном, потери давления определяются силой трения движущейся воды о внутреннюю поверхность стенок трубопровода, которая имеет ту или иную шероховатость.
Потери давления растут:
► с ростом длины трубы;
► с падением внутреннего диаметра (площади проходного сечения) трубы;
► с ростом скорости воды (то есть расхода) в трубе.

Читайте так же:  Как герметизировать трубу на крыше из профнастила

Потери давления приводят к дополнительным затратам энергии. Они порождают шумы в трубопроводах и незначительный нагрев воды. Чем больше скорость воды, тем больше шум, особенно там, где поток испытывает сужения. Например, в кранах, вентилях и т.п. Этот шум может доставлять определенные неудобства в тех случаях, когда трубопроводы проложены в жилых помещениях или поблизости от них.
Поэтому диаметры трубопроводов должны выбираться таким образом, чтобы скорость жидкости в них не превышала определенных значений при максимальных потребных расходах. Например, сегодня существуют такие рекомендации:
► Для труб с внутренним диаметром 15 мм максимальная скорость жидкости равна 0,5 м/с.
► Для труб с внутренним диаметром 80 мм максимальная скорость жидкости равна 1,2 м/с.
Такая разница в рекомендуемых значениях скоростей обусловлена следующим
В трубах диаметром 15 мм периметр поверхности трения П=1,5смх7г«5 см, площадь проходного сечения S1 « 2 см2, а в трубах диаметром 80 мм периметр поверхности трения П = 8 см х п к 25 см при площади проходного сечения S2 * 50
Таким образом, при переходе от трубы с внутренним диаметром D1 = 15 мм к трубе с диаметром D2 = 80 мм
периметр поверхности трения возрастает в 5 раз, тогда как площадь проходного сечения увеличивается в 25 раз. В результате сила трения (а следовательно, и потери давления) в трубе диаметром 15 мм при скорости потока 0,5 м/с будет примерно такой же, как и в трубе диаметром 80 мм при скорости потока 1,2 м/с. Поэтому чем больше диаметр трубы, тем больше в ней может быть скорость потока при одной и той же величине потерь давления на трение.
В существующих сегодня установках диаметры жидкостных трубопроводов выбирают с таким расчетом, чтобы при максимальном расходе скорость потока в них приводила бы к потерям давления, как правило, в диапазоне от 10 до 20 мм вод. ст. на погонный метр длины трубопровода.

75.1. УПРАЖНЕНИЕ 1. Оценка потерь давления

Понижение давления в трубопроводе
Для оценки потерь давления, обусловленных местными сопротивлениями (повороты, тройники, запорные вентили и т.д.), принято использовать понятие эквивалентной длины. Например, можно считать, что потери давления при повороте потока на 90° эквивалентны потерям давления на трение на отрезке трубы того же диаметра длиной 0,8 м*.
Теперь попробуйте оценить порядок величины потерь давления в трубе внутренним диаметром 65 мм и полной длиной 50 м, имеющей 6 поворотов на 90° (см. рис. 75.4).

Решение упражнения 1
При условии, что диаметр трубы определен правильно, можно предположить, что потери давления на трение составляют от 10 до 20 мм вод. ст. на погонный метр длины трубы. При выполнении оценки допустим, что потери давления на трение равны среднему значению указанного диапазона, то есть 15 мм вод. ст./м. В тоже время, 6 поворотов на 90° эквивалентны по величине потерь давления участку прямой трубы того же диаметра длиной 6 х 0,8 м = 4,8 м. Следовательно, полная эквивалентная длина нашей трубы будет равна 50 м + 4,8 м « 55 м. Таким образом, полные потери давления в этой трубе составят 55 м х 15 мм вод. ст/м = 825 мм вод. ст « 0,8 м вод. ст.
* Это утверждение не всегда справедливо. В общем случае длину участка прямой трубы, эквивалентную по величине потерь давления какому-либо местному сопротивлению, находят по формуле Ьэкв = Щм/Ялтл Т№ D — внутренний диаметр трубы, §м — коэффициент местных потерь и Ятр — коэффициент трения жидкости о внутреннюю поверхность стенок трубы (прим. ред.).

ВЛИЯНИЕ РАЗНОСТИ УРОВНЕЙ НА ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ
Продолжим наши мысленные эксперименты. На рис. 75.5 представлены две абсолютно одинаковые схемы, отличающиеся только тем, что высота бака градирни на схеме 1 над сливным краном больше, чем высота бака на схеме 2.
Длина сливных труб в обеих схемах одна и та же, диаметры труб также одинаковы. Из-за разности уровней давление в точке В схемы 1 будет выше, чем давление в точке В схемы 2. Следовательно, если полностью открыть сливные краны в обеих схемах, расход Qvl будет выше, чем расход Qv2. Для того, чтобы сравнивать величины потерь давления в зависимости от разности уровней, необходимо прикрыть кран схемы 1 с целью выравнивания расходов, а следовательно, и скоростей потоков жидкости в трубопроводах схем 1 и 2.
Понижение давления в трубопроводе
Как только мы это сделаем, то сразу же увидим, что при равенстве расходов Qvl и Qv2 потери давления для обеих схем будут в точности совпадать: Ahl = Ah2.

Вывод: потери давления на трение и местные сопротивления никоим образом не зависят от разности уровней трубопровода. Они определяются только расходом жидкости, длиной трубопровода, внутренним диаметром и шероховатостью стенок трубы.

75.2. УПРАЖНЕНИЕ 2. Влияние потерь давления на характеристики потока

Понижение давления в трубопроводе
Рассмотрим систему, представленную на рис. 75.6.
При движении воды по трубопроводу появляются потери давления АЫ, которые зависят от длины трубопровода, его диаметра и расхода воды (то есть скорости воды в трубе).
Установим на выходе из бака фильтр.
► Как изменятся потери давления Ahl?
► Как изменится расход?
► Как изменится скорость воды?
Решение на следующей странице.

Решение упражнения 2
Фильтр, установленный на трубопроводе (см. рис. 75.7 справа), ведет себя точно так же, как любое местное сопротивление (поворот, вентиль и др.): он является дополнительным препятствием потоку жидкости, то есть создает дополнительные потери давления при прохождении воды. Эти потери добавляются к потерям на трение. В результате полные потери давления на участке от точки С до точки В возрастут (Ah2 > Ah 1).

Понижение давления в трубопроводеТеперь рассмотрим, как изменится скорость течения воды в трубе. При установке дополнительного сопротивления, например, фильтра, потери давления на отрезке С-В возрастают (Ah2 > Ah 1). Но это сопротивление также препятствует и прохождению воды (как это делал бы ручной вентиль, сопротивление которого возрастает при его закрытии): следовательно, расход воды будет уменьшаться.
Поскольку при этом в обоих случаях внутренний диаметр трубы на участке С-В не меняется, уменьшение расхода приводит к снижению скорости потока воды в трубе: скорость V2 будет заметно ниже сорости VI.

Читайте так же:  Водяной теплообменник на дымоход

При росте потерь давления в контуре расход жидкости падает. Поскольку расход падает, неизбежно снижается и скорость потока.

Обратите внимание на дополнительные условия: следует отчетливо понимать, что скорость потока воды абсолютно одинакова на входе в фильтр и на выходе из него. Поскольку внутренний диаметр трубы одинаков по всей длине, скорость будет в точности одна и та же в каждом сечении трубы.
Скорость потока жидкости при постоянном расходе строго одна и та же в каждом сечении трубы постоянного внутреннего диаметра.

75.3. УПРАЖНЕНИЕ 3. Изменение расхода при изменении скорости

По трубе длиной 50 м с внутренним диаметром 80 мм вода течет со скоростью 1 м/с. Как по-вашему, что произойдет с расходом, если скорость удвоится?
Решение на следующей странице.

Решение упражнения 3
Мы нарушим традицию, которая действует в нашем руководстве, поскольку здесь мы вынуждены привести несложные формулы и выполнить очень простые расчеты. Пожалуйста, извините нас за это, но вопросы гидравлики довольно сложны и иногда вам могут потребоваться отдельные базовые понятия для того, чтобы разобраться в некоторых явлениях, которые, тем не менее, мы будем стараться объяснять как можно проще.
Для начала вы должны вспомнить, что объемный расход, как правило, измеряется в м3/ч или м3/с (см. раздел 41 "Измерение расхода воздуха">.
Понижение давления в трубопроводе
Скорость потока и расход воды находятся в тесной взаимосвязи:
Qv V х S
(м3/с) = (м/с) х (м2)
Расход = Скорость х Площадь
Рассчитаем площадь проходного сечения трубы диаметром 80 мм (см. рис. 75.9): Рис. 75.9. S = 3,14 х 0,082 / 4 = 0,005 м2.
Теперь можно найти расходы:
► Qvl = 1 м/с х 0,005 м2 = 0,005 м3/с = 0,005 х 3600 = 18 м3/ч.
► Qv2 = 2 м/с х 0,005 м2 = 0,01 м3/с = 0,01 х 3600 = 36 м3/ч.
Таким образом, для данного диаметра трубы расход прямо пропорционален скорости потока.
При удвоении скорости потока жидкости в трубе расход также удваивается.

75.4. УПРАЖНЕНИЕ 4. Изменение расхода при изменении диаметра трубы

Мы только что нашли, что при скорости потока жидкости 1 м/с в трубе диаметром 80 мм расход жидкости равен 18 м3/ч.
Теперь удвоим внутренний диаметр трубы, то есть возьмем трубу с внутренним диаметром 160 мм. Чему будет равен расход жидкости в этой трубе при той же скорости потока

Решение упражнения 4
При скорости потока 1 м/с расход в трубе с внутренним диаметром 80 мм равен 18 м3/ч. Если внутренний диаметр трубы будет равен 160 мм, то площадь ее проходного сечения станет S = 3,14 х 0,1 б2 / 4 = 0,02 м2. При скорости потока 1 м/с расход в этой трубе будет равен 1 х 0,02 = 0,02 м3/с или 0,02 х 3600 = 72 м3/ч вместо прежних 18 м3/ч. Иначе говоря, расход вырастет в 4 раза.

Внимание! Не путайте понятие "внутренний диаметр " и площадь проходного сечения: если диаметр удваивается, то площадь проходного сечения увеличивается в 4 раза!

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАСХОДОМ И ДАВЛЕНИЕМ
Рассмотрим поплавковый клапан, предназначенный для подачи водопроводной воды в бак градирни (см. рис. 75.11). Допустим, что полностью открытый клапан при давлении воды в сети 2 бара обеспечивает расход 10 л/мин.

Понижение давления в трубопроводеДля того, чтобы удвоить расход, то есть обеспечить расход через клапан, равный 20 л/мин. необходимо давление воды в сети увеличить в 4 раза.

Запомните! При слабом давлении воды в водопроводной сети расход будет небольшим. Чтобы удвоить расход, давление в сети нужно повысить в 4 раза.

Разумеется, что на практике для удвоения расхода так не поступают. Если бы на самом деле повышали давление в сети, это породило бы многие проблемы: диаметр трубопровода пришлось бы делать очень малым, вода бы в трубах сильно "гудела" и т. д.
Проведем такую аналогию: если автомагистраль загружена, то для того, чтобы повысить ее пропускную способность, водителей не заставляют ехать быстрее, а либо делают новую полосу, либо строят объездной путь! То же самое предпринимают и для увеличения расхода жидкости в трубе: увеличивают площадь проходного сечения трубы.
При заданном расходе это приводит к снижению скорости потока воды в трубе (и, следовательно, шума), а потребное для обеспечения этого расхода давление уменьшается

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАСХОДОМ И ПОТЕРЯМИ ДАВЛЕНИЯ
Понижение давления в трубопроводе
В трубе с внутренним диаметром 80 мм предполагается удвоить расход. Что произойдет с потерями давления? На первый взгляд может показаться, что поскольку при удвоении расхода скорость потока удваивается, то и потери давления также должны удваиваться. К сожалению, это не так.
При удвоении расхода потери не удваиваются, а увеличиваются в четыре раза: если расход вырос в 2 раза, потери давления возрастут в 4 раза!
В примере на рис. 75.13 при скорости потока 1 м/с потери давления АР = 2 м вод. ст., а при увеличении скорости до 2 м/с потери давления умножаются на 4: АР = 2 х 4
Потери давления пропорциональны квадрату расхода.
Для получения дополнительной информации см. раздел 95 "Несколько примеров расчета потерь давления ".

75.5. УПРАЖНЕНИЕ 5. Изменение потерь давления при изменении расхода

Показан участок трубопровода, пропускающий воду со скоростью I м/с. Манометры показывают давление в различных точках этого трубопровода. Из показаний манометров можно сделать следующие выводы.
При скорости водяного потока 1 м/с потери давления составляют:
– на фильтре АРф = 2 – 1,8 = 0,2 бар;
– на вентиле АРв = 1,8 – 1,7 = 0,1 бар.
Что покажут манометры на выходе из фильтра и на выходе из вентиля, если скорость потока в трубе удвоится? Решение этого упражнения приведено ниже, однако прежде, чем знакомиться с ним, попробуйте поразмышлять самостоятельно.

Решение упражнения 5

Скорость удвоилась, следовательно расход тоже удвоился. В результате потери давления на
фильтре и на вентиле вырастут в 4 раза.
Теперь потери давления на фильтре АРф = 0,2 бар х 4 = 0,8 бар, то есть манометр на выходе
из фильтра покажет 2 – 0,8 =1,2 бар.
Потери давления на вентиле АРв = 0,1 бар х 4 = 0,4 бар, то есть манометр на выходе из
вентиля покажет 1,2 – 0,4 = 0,8 бар.
Заметьте, что общие потери давления на этом участке вырастут с 0,3 до 1,2 бар: то есть тоже в 4 раза.

Оцените статью
Adblock
detector