Линейные и местные потери напора

Потери напора по длине трубопровода при равномерном установившемся движении жидкости могут быть определены по формуле Дарси-Вейсбаха:

(3.2)

где h_l – потери напора по длине трубопровода, измеряемые в метрах столба жидкости, которая протекает по трубопроводу;

l – коэффициент гидравлического трения;

l – длина трубопровода, м;

d – диаметр трубы, м;

V – средняя скорость движения жидкости, м/с.

Коэффициент гидравлического трения l определяется величиной двух безразмерных параметров: числом Re и относительной шероховатостьюD/d.

При ламинарном режиме l определяется по формулеПуазейля-Стокса:

(3.3)

При турбулентном режиме (2320< Rе< 100000) для гидравлических гладких труб l можно определить по формуле Блазиуса:

(3.4)

Для гидравлических шероховатых труб l можно определить по формуле А.Д. Альтшуля

(3.5)

Для квадратичной области сопротивление l определяется по формуле Б.Л. Шифринсона:

(3.6)

Для водопроводных чугунных и стальных труб при скорости движения жидкости (воды) v = 1,2 м/с коэффициент l можно определить по формуле Ф.А. Шевелева:

(3.7)

Ориентировочные значения абсолютной шероховатости Dдля труб из разных материалов приведены в приложении 6.

При установившемся равномерном движении жидкости в трубах и пожарных рукавах коэффициент гидравлического трения в большинстве случаев не зависит от числа Re.

В этих случаях линейные потери напора можно определить по упрощенным формулам:

(3.8)

где h_e – потери напора по длине трубопровода, м;

l – длина трубопровода, м;

Q – расход жидкости, м³/с;

A – удельное сопротивление.

Значения удельного сопротивления A приведены в приложении 7.
В справочной литературе приводятся значения удельного сопротивления для расхода Q, выраженного в л/с и м³/с.

Учитывая, что

Формулу (3.8) можно записать

(3.9)

где S – сопротивление участка длиной l, значение которого для чугунных труб приведены в приложении 8;

Q – расход жидкости, л/с.

При скоростях движения жидкости менее 1,2 м/с необходимо ввести поправочный коэффициент К_n, значения которого приведены в приложении 9. Скорость движения воды в трубах может быть приближенно определена по приложению 10. Формулы (3.8) и (3.9) могут быть записаны в виде

(3.10)

Потери напора в пожарных рукавах удобнее определить через сопротивление одного стандартного рукава длинной 20 м.

(3.11)

где h_p – потери напора в рукавной линии, м;

n – число рукавов;

S_p – сопротивление одного стандартного рукава длиной 20 м, значения которого S_p приведены в приложении 11;

Q – расход воды по рукавной линии, л/с.