Расчет трубопроводов

Производительность трубопровода определяется по формуле

Q = ,

где d – диаметр трубопровода;

υ – скорость движения продукта.

Отсюда определяется при заданных значениях Q и υ диаметр

d = 2

или при заданных значениях Q и d скорость потока

υ = .

При этом следует учитывать, что трубопроводы диаметром менее 25 мм не следует устанавливать, так как их трудно мыть и чистить. Скорость продукта должна соответствовать рекомендуемым значениям (в м/с).

Молоко	0,5-1,5
Сливки, сметана, смесь для мороженного, сгущенное молоко	0,3-0,5
Обрат, сыворотка, пахта	1-2
Вода	1,5-3

Напор, необходимый для транспортировки жидкого продукта равен

Н = Н_дин + Н_тр + Н_м + Н_г,

где Н_дин – динамический напор для сообщения жидкости скорости на выходе из трубопровода;

Н_тр – потери напора на трение в прямых участках трубопровода;

Н_м – потери напора от местных сопротивлений;

Н_г – геодезический перепад высот между уровнем насоса и максимальным уровнем жидкости в резервуаре.

Н_дин = ρ ,

где ρ – плотность продукта;

υ_n – скорость движения жидкости на выходе из трубопровода.

Н_тр = ,

где n – количество различных участков трубопровода, отличающихся друг от друга λ, υ, d;

λ_i - коэффициент гидравлического трения на i участке;

υ _i – скорость движения жидкости на i на участке;

L_i – длина i – го участка трубопровода;

d _i – диаметр трубы i – го участка.

Н_м = ,

где ξ_i – коэффициент i -го местного сопротивления;

m – количество местных сопротивлений.

Коэффициент местных сопротивлений зависит от вязкости жидкости

ξ = ξ_{в ,}

где ξ_в – коэффициент местного сопротивления для транспортируемой жидкости и воды;

, – кинематическая вязкость соответственно транспортируемой жидкости и воды.

Коэффициенты ξ_в зависят от вида сопротивления:

1) вход в трубу ξ_в = 0,2–0,5

2) выход из трубы ξ_в = 1

3) плавный поворот ξ_в = [0,131 +0,16 ()^3,5]

4) пробочный кран

α	0º	10º	20º	30º	40º	50º	60º	70º
ξв	0,05	0,29	1,56	5,47	17,3	52,6	206	675

5) Внезапное расширение и сужение

f1/ f2	ξв Расширение (для Rе >3500)	ξв Сужение (для R е> 10^4)
0,1	0,5	0,45
0,2	0,4	0,4
0,3	0,35	0,35
0,4	0,3	0,3
0,5	0,25	0,25

  f2 f1

Критерий Рейнольдса находят по формуле

R_е = ,

где – кинематическая вязкость продукта.

При t = 5°С:

ν = 0,0287 ∙ 10^-4 м²/с – молоко; ν_в = 0,0157 ∙ 10^-4 м²/с – вода.

При t = 10°С:

ν = 0,0239 ∙ 10^-4 м²/с – молоко; ν = 0,04 ∙ 10^-4 м²/с – сливки; ν_в = 0,013 ∙ 10^-4 м²/с – вода.

Ламинарный режим	Турбулентный режим
Rе<2320	Rе> 2320
λ =	λ = – формула Блазиуса

Для вязкопластичной среды

λ = ,

где R_е – обобщенный критерий Рейнольдса, определяемый по формуле

R_е* = ,

где Sеn – критерий Сен-Венана, равный

Sеn = ,

где τ – предельное напряжение сдвига, Па;

μ – динамическая вязкость продукта, Па∙с.

Дата добавления: 2015-06-27