Тертя труби
Коли рідина протікає по трубі, втрати тиску виникають внаслідок тертя. Тертя виникає на внутрішніх стінках труби, по яких тече відповідна рідина. Термін тертя труби означає втрати на тертя, які виникають усередині труби. Як уже зазначалося, тертя викликає втрати тиску, а це означає, що тиск на початку трубопроводу вище, ніж у кінці.
Індивідуальні втрати внаслідок тертя складаються в трубопровідній системі. Отже:
Розрахувати втрати на тертя в трубах
Ми розглядаємо трубу - як показано на малюнку нижче - довжиною l та внутрішнім діаметром d.
Втрати тиску через тертя, що виникають у цьому трубопроводі, можна обчислити за такою формулою:
ΔpR: втрата тиску [бар]
λ: коефіцієнт тертя труби
l: довжина труби
d: діаметр труби
ρ: щільність рідини [г/см 3]
v: швидкість потоку [м/с]
Якщо розглянути формулу розрахунку втрати тиску від тертя труби, можна побачити, що втрати тиску тим більші, чим довша труба, тим вища щільність рідини, вища швидкість потоку і вищий коефіцієнт тертя λ. Втрати тиску через тертя труби нижчі, коли діаметр труби більший.
Коефіцієнт тертя труби
Коефіцієнт тертя труби λ є ключовим показником, який використовується для розрахунку втрат тиску внаслідок тертя труби. Коефіцієнт тертя труби є безрозмірною величиною. Як раніше було оголошено, число Рейнольдса, яке було пояснено в одному з попередніх сценаріїв технології рідини, необхідне для визначення коефіцієнта тертя труби.
В області ламінарного потоку коефіцієнт тертя труби обчислюється наступним чином:
В області турбулентного потоку коефіцієнт тертя труби можна розрахувати, використовуючи формулу нижче:
Крім того, коефіцієнт тертя труби можна прочитати з графіків як функцію від числа Рейнольдса. На таких діаграмах зазвичай показано кілька кривих. Яка крива використовується для визначення коефіцієнта тертя труби, що випливає із співвідношення внутрішнього діаметра труби (d) та шорсткості стінки (k).
Тертя труб у фітингах
У рідинній технології фітинг - це монтажний елемент у трубопроводі. Сюди входять, наприклад, колектори, зміни поперечного перерізу, вигини, фітинги тощо.
Наступну формулу можна використовувати для розрахунку втрат тиску внаслідок тертя труби в штуцері:
ΔpF: втрата тиску [бар]
ζ: показник втрат = f (Re)
ρ: щільність рідини [г/см 3]
v: швидкість потоку [м/с]
Коефіцієнт втрат залежить від числа Рейнольдса та геометрії відповідної арматури.