КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Определение потерь напора на гидравлическое сопротивление в насосно-компрессорных трубахЦель работы.Получить навык определения потерь напора на гидросопротивление в насосно-компрессорных трубах (НКТ). Данный расчет используется на практике при подборе диаметра и типа НКТ с целью получения оптимального отношения затрачиваемой на сопротивление энергии, цены и технических условий эксплуатации скважины. Для цилиндрической трубы соотношение между потерей давления на гидравлическое сопротивление, скоростью потока жидкости, внутренним диаметром, длиной и шероховатостью определяется известной в гидромеханике формулой Дарси-Вейсбаха:
где r – плотность жидкости, протекающей сквозь трубу; D0– гидравлический диаметр (внутренний диаметр трубы); l – коэффициент гидравлического сопротивления; w – скорость движения потока. Основная сложность в определении Dpтр по данной формуле заключается в нахождении коэффициента l, так как его величина определяется функцией двух параметров l=f(Re, ), где – относительная шероховатость; – критерий Рейнольдса, где w – скорость потока, а n – коэффициент кинематической вязкости; Зависимость коэффициента сопротивления l от Re и , установленная опытами для стабилизированного течения в круглых трубах с равномерной зернистой шероховатостью, указывает на существование трех основных режимов (областей) течения потока. Первый режим, называемый ламинарным, относится к малым значениям чисел Re (до Re » 2000) и характеризуется тем, что шероховатость не оказывает никакого влияния на величину l. По закону Гагена-Пуазеля:
Второй режим, называемый переходным, охватывает три участка кривых сопротивления для равномерно-зернистой шероховатости: а) Участок, относящийся к переходной области между ламинарным и турбулентным течениями (примерно в пределах Re=2000-4000). В этой области коэффициент сопротивления быстро растет с увеличением числа Re. Вместе с тем коэффициент l продолжает оставаться одинаковым для различных значений относительной шероховатости.
. Закон сопротивления по последней формуле справедлив в тем меньшем интервале чисел Re, чем больше относительная шероховатость. в) Участок, для которого кривые сопротивления труб с различной шероховатостью расходятся между собой, отходя от прямой, получаемой по формуле (4.21). При этом коэффициенты сопротивления в определенных интервалах чисел Re (в этих интервалах значений Re возрастание l прекращается) тем больше, чем значительнее относительная шероховатость. Третий режим, называемый квадратичным или режимом вполне шероховатого трения, а также режимом турбулентной автомодельности, характеризуется тем, что коэффициенты сопротивления для каждой величины шероховатости становятся постоянными и практически не зависящими от числа Re. Итак, существуют три числа Re, ограничивающие четыре области течения жидкости. Определим эти числа
При Re<Re0 действует закон Гагена-Пуазеля фомула (4.20). При Re0<Re<Re1 и ³0.007:
где при £0.007 l*=l1; при >0.007 l*=l1-0.0017; коэффициенты l1 и l2, соответствующие границам Re1 и Re2; при £0.007 l1=0.032;
при £0.007
при >0.007 Формулы с (4.6) по (4.10) были предложены Самойленко[85]. Для режима течения жидкости, соответствующего Re>Re2, воспользуемся формулой Альтшуля, которая является приближенным решением формулы Кольбрука-Уайта:
|