Падіння лінійного тиску
Виробляти електроенергію за допомогою води
Лінійні втрати тиску в основному обумовлені в'язкістю рідини, яка буде мати тенденцію "прилипати" до стінок труб і труб, рідина, загальмована під час свого руху, потім тече турбулентно.
Швидкий розрахунок лінійних перепадів тиску
Калькулятор дозволяє розрахувати лінійний перепад тиску для даного перерізу (сегмент А за замовчуванням).
- ε вказує на використаний коефіцієнт шорсткості (поліетилен).
- µ вказує на динамічну в'язкість води при 15 ° C.
- ρ являє собою щільність води при 15 ° C.
- ΔH обчислюється за рівнянням Дарсі-Вейсбаха.
- fD розраховується на основі кореляції Хааланда.
Практична справа
Я пропоную вам детально розрахувати лінійні втрати тиску в трубі, що живить турбіну, щоб побачити, чи збігається результат розрахунків із виміряними значеннями (і я вже можу вам сказати, це працює!).
Нагадаємо, манометр внизу колони вказує загальний перепад тиску на 2 бар (
20 м CE), що є сумою сингулярного та лінійного перепадів тиску.
Спочатку ми вивчимо склад труби: ми бачимо, що остання виконана з декількох секцій різного діаметру та різної довжини (схема нижче). Тому ми збираємось розбити цю трубу на сегмент з однаковим діаметром для розрахунку відповідного перепаду тиску. Операція буде повторена для кожного сегмента, і сума результатів буде дорівнює лінійному падінню тиску всієї труби. Така ж операція буде виконана для особливих перепадів тиску.
Діаграма
- відрізок А являє собою основну товщу води. Вона залишає водосховище і прибуває перед шале.
- відрізок В представляє гілку, яка обслуговує шале від основної колони. Він бере свій початок у сегменті А і закінчується у льоху шале.
- відрізок С являє собою дві останні труби, які живлять саму турбіну.
Зведена таблиця
| Короткий зміст регулярних перепадів тиску | |||||
| Символ | Одиниці | Сегмент А | Сегмент Б | Сегмент С | |
| Об'ємна витрата | qv | м³/с | 0,0007 | 0,0007 | 0,00035 |
| Внутрішній Ø | D | мм | 26 | 19 | 19 |
| Довжина | L | м | 200 | 12 | 1 |
| Характер поведінки | - | - | HDPE * | HDPE * | HDPE * |
| Шорсткість водіння | ε (епсилон) | мм | 0,0015 | 0,0015 | 0,0015 |
| Густина води | ρ (Ро) | кг/м3 | 999 100 | 999 100 | 999 100 |
| Динамічна в'язкість води (15 ° C) | µ (мкм) | Ні | 0,001139 | 0,001139 | 0,001139 |
| Прискорення сили тяжіння | g | м/с² | 9.807 | 9.807 | 9.807 |
| Розділ | S | мм² | 530 | 283 | 283 |
| Швидкість води | v | РС | 1.32 | 2.071 | 1764 |
| Кінематична в'язкість води (15 ° C) | ν (голий) | м²/с | 1,1400 -6 | 1,1400 -6 | 1,1400 -6 |
| Рейнольдс | Re | - | 30082 | 41166 | 20583 |
| Дієта | - | - | Турбулентний | Турбулентний | Турбулентний |
| Коефіцієнт втрати тиску (Хааланд) | fD | - | 0,023413 | 0,021842 | 0,025688 |
| Лінійний перепад тиску на метр сегмента | ΔH | м CE/м | 0,06 | 0,19 | 0,19 |
| Лінійний перепад тиску на сегмент | ΔH | м CE | 15.97 | 4.29 | 0,11 |
| Загальні лінійні перепади тиску | ΔH | м CE | 20.37 | ||
На сегменті С потік зменшується вдвічі, тобто 0,00035 м³/с, оскільки турбіна оснащена двома форсунками.
Детальний процес
У наступних розрахунках я б взяв для прикладу сегмент A стовпця. Тому поля майбутніх калькуляторів будуть попередньо заповнені значеннями, що відповідають цьому розділу, а саме:
- Діаметр труби = 0,026 м (зовнішній діаметр ПЕ 32 мм)
- Потік = 0,0007 м³/с (0,7 л/сек)
- Довжина труби = 200 м
- Коефіцієнт шорсткості = 0,0000015 м
- Щільність води = 999 100 кг/м³
- Динамічна в'язкість води = 0,001139 Па/с
- Прискорення сили тяжіння = 9,807 м/с²
Звичайно, ви можете замінити ці значення на власні дані, щоб провести власні розрахунки.
Середня швидкість води
Тут ми говоримо про середню швидкість потоку води в круговій трубі.
Число Рейнольдса
Понад 3000 Рейнольдса режим, як кажуть, "бурхливий".
Коефіцієнт падіння тиску
Існує кілька методів визначення коефіцієнта перепаду тиску. Однією з найвідоміших є діаграма Муді, яка є рахунком, що дозволяє визначити коефіцієнт перепаду тиску за числом Рейнольдса та шорсткістю труби. Також можна розрахувати цей параметр безпосередньо з кореляцій, які є основою діаграми Муді.
Ламінарний режим - Re
Закон Хаген-Пуазейля
Для ламінарного потоку в круговій трубці режим Re Turbulent - Re> 3000
Для турбулентного потоку в круговій трубі, де число Рейнольдса більше 3000, використовується діаграма Муді, а також різні формули для визначення коефіцієнта втрат тиску (fD). Я буду окреслювати різні методи нижче, щоб порівняти результати.
Діаграма Муді
Кореляція Хааланда
У порівнянні з діаграмою Модді, коефіцієнт втрати тиску, розрахований за допомогою кореляції Хааланда, дає дуже хороший результат.
- fD = 0,0234 (Халанд)
- fD = 0,0267 (Moody)
Застосовуючи цей коефіцієнт до рівняння Дарсі-Вейсбаха, ми отримуємо ΔH, рівну 15,97 м туалету, що цілком узгоджується на перший погляд.
Формула Колбрука-Уайта
Отриманий результат збігається з результатом, отриманим за діаграмою Модді або кореляцією Хааланда:
- fD = 0,0267 (Moody)
- fD = 0,0234 (Хааланд)
- fD = 0,0235 (Колбрук-Уайт)
Застосовуючи цей коефіцієнт до рівняння Дарсі-Вейсбаха, ми отримуємо ΔH, рівну 16 м туалет, що цілком узгоджується.
Формула, представлена тут, є приблизним відношенням формули Колбрука-Уайта, що дає хорошу апроксимацію без використання ітераційного методу.
Відносини Сваме і Джейн
Отриманий результат збігається з результатом, отриманим за діаграмою Модді, кореляцією Хааланда та формулою Колбрука-Уайта:
- fD = 0,0267 (Moody)
- fD = 0,0234 (Хааланд)
- fD = 0,0235 (Колбрук-Уайт)
- fD = 0,0235 (Свамі та Джейн)
Застосовуючи цей коефіцієнт до рівняння Дарсі-Вейсбаха, ми також отримуємо ΔH, рівну 16 м туалет.
Формула Ахура та ін
Отриманий результат збігається з результатом, отриманим за діаграмою Модді, кореляцією Хааланда, формулою Колбрука-Уайта та співвідношенням Свамі та Джейна:
- fD = 0,0267 (Moody)
- fD = 0,0234 (Хааланд)
- fD = 0,0235 (Колбрук-Уайт)
- fD = 0,0235 (Swamee and Jain)
- fD = 0,0234 (Achour та ін.)
Застосовуючи цей коефіцієнт до рівняння Дарсі-Вейсбаха, ми отримуємо ΔH, рівну 15,97 м туалету.
Рівняння Дарсі-Вейсбаха
Фактичний перепад тиску тут обчислюється за допомогою рівняння Дарсі-Вейсбахена як функції коефіцієнта перепаду тиску, розрахованого відповідно до описаних вище методів. Результат виражається в метрах водного стовпа (м CE).
У прикладі розділу А ми отримуємо лінійний перепад тиску, рівний 15,97 м CE.
Цю операцію слід повторити для сегментів В і С.
Бібліографія
- Втрати тиску в лінії Філіпп Кортін, версія 1.02 листопада 2012 р. на IUTenligne, цифровий кампус IUT: http://iutenligne.net
- Навантажені потоки Підготовлено П'єром Ф. Лем'є, інженером, доктором наук Повний професор Кафедра цивільного будівництва на сайті: http://www.daniel-huilier.fr
- Регулярні (лінійні) втрати тиску в трубах, на сайті Даніеля Хуйєра, Нестабільності, турбулентність, команда Дифазіка, Інститут механіки рідин і твердих речовин - 3 листопада 2010 р. за адресою: http://www.daniel-huilier.fr
- Онлайн-розрахунок розподіленого коефіцієнта перепаду тиску, Ален Остер 2008, на веб-сайті: http://www.numeriques.net
- Рівняння Коулрука, Розрахунок коефіцієнтів втрат на тертя в трубах, трубах або каналах на сайті: http://www.engineeringtoolbox.com
- Формула Swamee і Jain у “Розрахунок каналів та каналів за MMR. Том 1: Труби та канали, що відповідають ”Бахіра АЧУРА, на: https://books.google.com
- Розрахунок коефіцієнта тертя в кругових протоках під тиском, Бахір АЧУР у журналі Larhyss Journal, I SSN 1112-3680, n ° 05 червня 2006 р. с. 197-200 - 2006 Лабораторія досліджень підземної та поверхневої гідравліки, на сайті: https://www.academia.edu
- Розрахунок швидкості потоку, проведений в авіаційній або гідравлічній мережі компанією Mecaflux, на веб-сайті: http://www.mecaflux.com
- Число Рейнольдса, Девід Луапре, на сайті "дивовижної науки": https://sciencetonnante.wordpress.com
- Втрати тиску, J-M R. D-BTP 2006, на веб-сайті: http://www.vft47.fr/medias/files/pertes-de-charge.pdf
- Формули коефіцієнта тертя Дарсі, на сайті: https://en.wikipedia.org/
- Інтернет-рішення рівнянь (вирішувач): https://www.fxsolver.com/solve/
6 думок на тему "Лінійні перепади тиску"
Перш за все, зауважу, що можливості розрахунку на вашому сайті дуже чіткі !
Я викладач технік опалення, які відповідають за визначення діаметрів труб.
Я ввів наступні значення у ваш калькулятор швидкого лінійного падіння тиску; або в порядку комірок зверху вниз довжиною 1 метр, щоб з’ясувати лінійний перепад тиску:
0,000139 м/с // 0,0223 м // 1 м // 0,00201794 м // 983,13 кг/м3 // 0,000467 Па/с // 9,8 м/с2
Результати: 0,356 м/с - 16713 Re - f: 0,027076 в порядку
Однак у своїй особистій електронній таблиці Excel я знаходжу: 75 Па/м; тобто 0,00764 mCE .
Це причина мого запиту, тому що я вважаю ваш сайт дуже добре зробленим, але я не можу отримати
правильний лінійний перепад тиску.
Заздалегідь дякую за вашу відповідь
Здравствуйте,
В одній із формул справді була помилка однорідності.
Помилку виправлено, дякую !
Лоран
Я помічаю проблему під час обчислення вашої автоматичної форми: кореляція Халанда
Я інтегрував формулу в Excel VBA, і результат не збігається.
Потім я використовував вирішувач: https://www.fxsolver.com/solve/ набравши: Haaland.
Вирішувач дає мені результат, ідентичний моєму коду VB.
Я дійшов висновку, що форма допустила помилку в терміні ((Eps/D)/3.7) ^ 1.11
Дякуємо за цей сайт, який узагальнює підхід до розрахунку.
Дуже гарний день
Здравствуйте,
Дякуємо за розуміння !
Помилка виправлена.
сердечно
Привіт пане
Я хотів би привітати вас з вашою педагогікою щодо розрахунків.
В даний час я є головою профспілкової ради з копродукцією 260 партій, і я виконую цю функцію на добровільних засадах.
Мене зацікавив цей Pb, тому що ми перейшли від волокнисто-цементних водостічних труб до оцинкованих сталевих водостічних труб і через зміщення водостічних труб (пов’язаних із додатковою товщиною стінок, постачальник представив 2 90-міліметрові коліна під 60 ° на виході з народження та 2 лікті однакових характеристик біля входу дельфіна, який безпосередньо контактує з протоками).
І у мене складається враження, що вода піднімається на 7 поверх у спусках. Під сильним тропічним дощем, на жаль, ми зустрічаємося все частіше в наших широтах.
Чи обчислюють обчислення цього явища.
ЗАПИТАННЯ
Чи працюють ваші розрахунки та ваші припущення щодо спрощення для колекції дощової води з 12 водовідводами 32 м вертикально та перетином 90 мм, кожна з яких забезпечує 3,5 л/с (дані виробника)
Знаючи, що 10 міліметрів дощу на даху 1440 м2 еквівалентно об’єму води 14,4 м3 води, тобто 1,2 м3, які потрібно евакуювати спуском.
Евакуація здійснюється з даху за допомогою жолоба колекцій, що призводить до народження перерізу 90 мм і евакуаційні властивості якого 3,5 л/с.
З іншого боку, через сильну дощову воду або жолоб наповнюється як "таз", режим турбулентний і може бути сифоїдним з вихором (не даючи спуску повністю заповнитися, що еквівалентно втраті ділянки 1/3).
Здрастуйте! Якщо ваші водостоки мають діаметр 90 мм, не складе ніяких проблем пропустити 3,5 л/с.
Якщо я повторю вашу інформацію, 3,5 л/с х 12 пробігів = 42 л/с або 150 м3/год, або щільність дощу 100 мм/год для 1440 м².
Крім того, ваші канали, безсумнівно, будуть лити, але спуски повинні бути в змозі значною мірою пройти цей потік. Якщо у вас складається враження, що вода "піднімається", це означає, що існує проблема задухи (внизу колони?)