О расчетах для трубопроводов некруглого поперечного сечения

Жидкости и газы нередко транспортируются в трубах некруг­лого поперечного сечения (квадратного, прямоугольного, эллипти­ческого и др.) Сопротивление движению связано с формой попе­речных сечений трубопроводов. Коэффициент гидравлического трения λ в общем случае зависит от числа Рейнольдса, шероховато­сти стенок, а также формы сечения трубы. При турбулентном ре­жиме и прямолинейном установившемся движении путевые поте­ри напора h_f, как и потери давления Dp, в трубопроводах с раз­личной формой поперечных сечений вычисляются по основной формуле (11), в соответствии с которой следует записать (16)

где введен d_э — эквивалентный диаметр, а другие обозначения прежние.

В расчетной практике влиянием формы поперечного сечения трубы на значения λ пренебрегают, а учет формы живого сече­ния производят через посредство эквивалентного диаметра. Коэф­фициент λ вычисляется как для круглого трубопровода, но в ка­честве характерного размера поперечного сечения потока прини­мается d_э = 4R, где R — гидравлический радиус (R = ω/χ). Число Рейнольдса вычисляется через эквивалентный диаметр по форму­ле Re = vd_э/n. Значения эквивалентных диаметров d_э для трубо­проводов различных поперечных сечений приведены в приложе­нии 3 (табл. П.7).

В целом сопротивление в трубопроводах связано с видом по­перечных сечений, форма которых характеризуется гидравличе­скими радиусами (R = ω/χ). Круглая форма поперечного сечения при заданной площади ω живого сечения имеет наименьший смо­ченный периметр χ, а следовательно, наибольший гидравлический радиус R. Поэтому круглая форма является гидравлически наи­выгоднейшей. В трубопроводах с отличной от круглой формой по­перечных сечений сопротивление движению жидкости больше. В некруглых трубопроводах возникают обусловленные формой се­чений дополнительные поперечные циркуляционные течения. Вто­ричные течения в поперечных сечениях влияют на продольное те­чение жидкости, в связи с чем расходуется дополнительная энергия. В общем приведенная методика определения потерь энергии в трубопроводах некруглого поперечного сечения является прибли­женной.

(

Дата добавления: 2015-06-27