- Число Рейнольдса —
- безразмерная величина, характеризующая отношение инерционных сил к силам вязкого трения в вязких жидкостях и газах.
Число Рейнольдса также является критерием подобия течения вязкой жидкости.
Общие сведения
Число Рейнольдса обозначается в физике и инженерных расчетах — Re. Широко применяется при гидравлических и аэродинамических расчетах различных систем.
Число Рейнольдса служит для определения (является критериям) режима движения среды (жидкости или газа) в системе.
Различают несколько режимов движения жидкостей и газа:
-
- ламинарный;
- смешанный (иногда встречается, как критический);
- турбулентный.
Критерием перехода из одного режима в другой служит критическое значения числа Рейнольдса — Reкр. В расчетах обычно считается, что при Re<Reкр течение происходит в ламинарном режиме, а при Re>Reкр возможно возникновение турбулентности. Смешанный режим обычно относят к турбулентному режиму, как неустойчивая турбулентность.
Для систем трубопроводов с круглыми трубами с очень гладкими стенками критическое значения числа Рейнольдса обычно принимается Reкр≈ 2100÷2300.
Критическое значения числа Рейнольдса зависит от:
-
- от конкретного вида течения (например от формы сечения канала, обтекания шара и т. п.);
- различных возмущений потока (вызывающих изменение направления и модуля вектора скорости потока, например любые местные сопротивления, шероховатости стенок и т.п.).
На основании числа Рейнольдса и исходя из режима движения жидкости или газа при гидравлическом и аэродинамическом расчете определяется коэффициент гидравлических потерь λ (коэффициент путевых потерь).
Существуют методики расчета числа Рейнольдса, учитывающие в себе все выше указанным зависимости. Например расчет числа Рейнольдса при гидравлическом расчете газопроводов согласно методике СП 42-101-2003, разбивает турбулентный режим движения газа на несколько под режимов учитывающих:
-
- режим движения газа (включая смешанный/критический);
- шероховатость стенки трубы.
Примеры использования числа Рейнольдса в расчетах
-
- гидравлический расчет паропровода (калькулятор онлайн);
- гидравлический расчет трубопровода горячей воды (калькулятор онлайн);
- гидравлический расчет трубопровода СУГ (калькулятор онлайн);
- гидравлический расчет газопровода природного газа (методика).
Формулы расчет числа Рейнольдса. Калькуляторы числа Рейнольдса онлайн.
Классическая формула расчета числа Рейнольдса
Re=(u*D)/υ,
где u — характерная скорость, м/с; D — гидравлический диаметр, м; υ — кинематическая вязкость среды, м2/с.
Результат расчета числа Рейнольдса (Re1)
Формула расчета числа Рейнольдса:
Скачать результат расчета числа Рейнольдса:
Поделится ссылкой на расчет :
Формула расчета числа Рейнольдса через плотность
Re=(ρ*u*D)/η,
где ρ — плотность среды, кг/м3; u — характерная скорость, м/с; D — гидравлический диаметр, м; η — динамическая вязкость среды, Па·с или кг/(м·с).
Результат расчета числа Рейнольдса (Re2)
Формула расчета числа Рейнольдса:
Скачать результат расчета числа Рейнольдса:
Поделится ссылкой на расчет :
Формула расчета числа Рейнольдса через объемный расход жидкости или газа
Re=(Q*D)/(υ*S),
где Q — объёмный расход потока, м3/с; D — гидравлический диаметр, м; υ — кинематическая вязкость среды, м2/с; S — площадь сечения канала (например: трубы, воздуховода и т.п), м2.
Результат расчета числа Рейнольдса (Re3)
Формула расчета числа Рейнольдса:
Скачать результат расчета числа Рейнольдса:
Поделится ссылкой на расчет :
Формула расчета числа Рейнольдса природного газа согласно методике СП 42-101-2003 (п.3.28)
Re=(0.0354*Q)/(d*υ),
где Q — объёмный расход газа при нормальных условиях, м3/ч; d — внутренний диаметр газопровода, см; υ — кинематическая вязкость среды, м2/с.
Результат расчета числа Рейнольдса в газопроводе (Re4)
Формула расчета числа Рейнольдса в газопроводе:
Скачать результат расчета числа Рейнольдса в газопроводе:
Поделится ссылкой на расчет :
Справочные данные для расчета числа Рейнольдса (плотность и вязкость некоторых веществ)
В случае отсутствия нужного вещества или отсутствие данных по выбранному веществу (значение равно «0», «-«), можно указать в комментариях наименование вещества и рекомендуемый источник информации с физическими свойствами.
Видеоматериал по теме «Число Рейнольдса»
Историческая справка
Число названо в честь Осборна Рейнольдса. Экспериментально установил (1876—1883 гг.) критерий (число Рейнольдса) перехода ламинарного режима движения жидкости, текущей в цилиндрической трубе, в турбулентный режим.
Поделиться ссылкой:
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 июня 2021 года; проверки требуют 7 правок.
Число́ Ре́йнольдса (), — безразмерная величина, характеризующая отношение инерционных сил к силам вязкого трения в вязких жидкостях и газах[1].
Число Рейнольдса также является критерием подобия течения вязкой жидкости.
Например, для прямых гладких труб критическое значение критерия Рейнольдса , а движение жидкости при будет устойчивое ламинарное. Движение при условии становится турбулентным (также его называют неустойчивым турбулентным или переходным), а устойчивый турбулентный характер поток жидкости приобретет при [2]
Установлено английским физиком Осборном Рейнольдсом (1842—1912) в 1883 году.
Определение[править | править код]
Число Рейнольдса определяется следующими соотношениями:
- где — плотность среды, кг/м3;
- — характерная скорость, м/с;
- — гидравлический диаметр, м;
- — динамическая вязкость среды, Па·с или кг/(м·с);
- — кинематическая вязкость среды (), м2/с;
- — объёмный расход потока, м3/с;
- — площадь сечения канала, например, трубы, м2.
Для каждого вида течения существует критическое число Рейнольдса, , как принято считать, определяет переход от ламинарного течения к турбулентному.
При течение происходит в ламинарном режиме, при возможно возникновение турбулентности.
Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения (например, течение в круглой трубе, обтекание шара и т. п.), различными возмущениями потока, такими как изменение направления и модуля вектора скорости потока, шероховатости стенок, близость местных сужений канала и др. Например, для течения (точнее, для стационарного изотермического потока) жидкости в прямой круглой трубе с очень гладкими стенками [3].
При значениях Re выше критического и до определённого предела наблюдается переходной (смешанный) режим течения жидкости, когда турбулентное течение более вероятно, но ламинарное в некоторых конкретных случаях тоже наблюдается — так называемая неустойчивая турбулентность. Числу в трубах соответствует переходной интервал 2300—10000; для примера с течением в тонких плёнках — интервал от 20—120 до 1600.
Для газов достигается при значительно бо́льших скоростях течения, чем у жидкостей, поскольку у вторых существенно больше кинематическая вязкость (в 10—15 раз).
Критерий назван в честь выдающегося английского физика Осборна Рейнольдса (1842—1912), автора многочисленных пионерских работ по гидродинамике.
Акустическое число Рейнольдса[править | править код]
В акустике пользуются числом Рейнольдса для количественной характеристики соотношения нелинейных и диссипативных членов в уравнении, описывающем распространение волны конечной амплитуды[4]. В этом случае число Рейнольдса принимает следующий вид:
- где — плотность среды, кг/м3;
- — амплитуда колебательной скорости, м/с;
- — круговая частота, рад/с;
- — скорость звука в среде, м/с;
- — параметр диссипации.
Физический смысл[править | править код]
Число Рейнольдса есть мера отношения сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости. Плотность в числителе выражения характеризует инерцию частиц, претерпевающих ускорение, а величина вязкости в знаменателе характеризует склонность жидкости препятствовать такому ускорению.
Также число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине (ввиду внутреннего трения).
Если у потока число Рейнольдса многократно превышает критическое, то жидкость можно рассматривать как идеальную. В таком случае вязкостью жидкости можно пренебречь, так как толщина пограничного слоя мала по сравнению с характерным размером процесса, то есть силы вязкого трения существенны только в тонком слое, в потоке не наблюдается развитая турбулентность.
Примечания[править | править код]
- ↑ Монин А. С., Яглом А. М. Статистическая гидромеханика. — М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1965. — 640 с.
- ↑ Основы гидравлики. Глава 6. С. 144. Источник: сайт “Справочник химика 21 века”.
- ↑ Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. — М.: «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1968. — С. 339. — 940 с.
- ↑ Ультразвук, Советская энциклопедия, М., 1979, с. 303.
Литература[править | править код]
- Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 8-е. Химия: Москва, 1971; с. 42 − 43; 118.
- Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. — М.: Химия, 1995. — 400 с. — 6500 экз. — ISBN 5-7245-1006-5.
Критерий Рейнольдса для газа в верхней и нижней частях колонны соответственно равен [c.130]
Движение газа и орошающей жидкости через слой насадки характеризуется критериями Рейнольдса для газа (Rer) и для жидкости (Re ). Критерий R r определяется по формуле (6-101). [c.608]
Решение. Находим критерий Рейнольдса для газа по формуле (6-101) [c.611]
Rep — критерий Рейнольдса для газа [c.612]
Критерий Рейнольдса для газа Кбр = 3370 (см. пример 17-3, стр. 611), Диффузионный критерий Прандтля для газа при 25° С определяем по формуле (16-30) [c.614]
При умеренных скоростях газа происходит спокойное раздельное течение фаз. В таком режиме эффективная плотность газа Рем = Рг> 3 характер зависимости коэффициента гидравлического трения от числа Рейнольдса для газа [c.141]
Критерий Рейнольдса для газа [c.157]
В этих выражениях значения диффузионных критериев Нуссельта и Прандтля, а также критерия Рейнольдса для газа и жидкости определяют по формулам [c.342]
Критерий Рейнольдса для газа рассчитывают по действительной скорости газа ш/ и эквивалентному диаметру насадки экв. [c.395]
Исследования подвисания на регулярных насадках крупного размера, проведенные Закгеймом [50], показали, что опытные данные в координатах ы>о—U/w приводят к отдельным кривым для каждой насадки. Лучшая корреляция была достигнута [50] в координатах Кег(//4кв.) — ор./4кв. (рис. 136), где R j,—критерий Рейнольдса для газа, соответствующий подвисанию lop.— коэффициент сопротивления орошаемой насадки в автомодельном режиме (стр. 410) с(экв.—эквивалентный диаметр насадки /—высота элемента насадки. [c.424]
Ясно, что в каждой из систем характер столкновений частиц со стенкой также должен быть одинаков. Барт считает, что это лучше всего достигается в том случае, когда и в модели и в прототипе циркулируют частицы соответствующих размеров из одинакового материала. -Он также делает вывод, что число Рейнольдса для газа играет второстепенную [c.198]
Не—критерий Рейнольдса для газа (пара) [c.508]
Критерий Рейнольдса для газа Rer = 6706 (см. выше). Так как Rer > [c.239]
Число Рейнольдса для газа (пара), движущегося через слой насадки, определяют по формуле [c.300]
Характер зависимости коэффициента гидравлического трения от числа Рейнольдса для газа И /3 [c.539]
Критерий Рейнольдса для газа в аппаратах с насадкой рассчитывается по эквивалентному диаметру насадки и действительной скорости газа [c.569]
Условный критерий Рейнольдса для газа рассчитывается по номинальному размеру насадки и вязкости жидкости [c.569]
Величина коэффициента зависит от режима движения газа и является функцией критерия Рейнольдса для газа ReI. Для беспорядочных насадок, в которых пустоты распределены равномерно по всем направлениям (шары, седла), применяют уравнение Эргуна (2.2.13.20) [c.572]
Ре,-—критерий Рейнольдса для газа, определяемый по формуле (143) [c.599]
Примечание. В формулах приняты следующие обозначения а— коэффициент температуропроводности, м-/ч -Х—коэффициент теплопроводности, Вт/Чм- С) ср-тепло-емкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг °С) —средняя движущая сила теплопередачи, °С ДС—движущая спла массопередачи, выраженная в единицах концентрации (кг м , моль/м ) О—количество перенесенной массы, кг р — количество перенесенной теплоты, Дж Г—межфазная поверхность, эквивалентная поверхности теплообмена, м= т—время работы аппарата, с, ч р—плотность, кг/м” О—коэффициент молекулярной диффузии, м/с —общий коэффициент теплоцередачи, Вт/(м °С) а — частный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м – С) гОр—линейная скорость потока, м/с I — характерный линейный размер, м —кинематический коэффициент вязкости газа, м с К—общий коэффициент массопередачи, кг/(м- ч) б—коэффициент массопередачи, м/ч [прп теплообмене—кг/(м ч)] —инерционно-вязкостный критерий (видоизмененный критерий Рейнольдса для газа). [c.90]
Здесь тJ.=wУgd—критерий Фруда для газа, рассчитанный ПО номинальному размеру насадки й Неусл.=ш о< Рг/1 ж—условный критерий Рейнольдса для газа, рассчитанный по размеру й и вязкости жидкости Фж = ра,/рж, Фр= Рр/Рвозд. Рт И рж ПЛОТНОСТИ ВОДЫ И орошающей жидкости р озд и р —плотности воздуха и газа. [c.415]
Эти уравнения получены при изучении системы вода—воздух, причем здесь Ло—высота светлой жидкости, м ш—доля живого сечения тарелки Reor—критерий Рейнольдса для газа, рассчитанный по скорости газа в отверстиях и диаметру отверстий т. е. [c.517]
Опыты показали, что а зависит от структуры пенного слоя и определяется критерием Рейнольдса для газа ЙСор, рассчитанным по уравнению (VII-12). Изменение а, ф и п в зависимости от для тарелки с отверстиями диаметром 3,2 мм (живое сечение 5,7%) показано на рис. 179. Как видно из рисунка, в области ячеистой пены а уменьшается с повышением скорости газа (примерно от 1000 до 500 м /м ) вследствие укрупнения пузырьков, а затем возрастает, достигая около 1400 м /м . [c.561]
При числе Рейнольдса для газа Квг > 500 реншм прохождения газа через слой нерегулярной насадки автомоделей и коэффициент [c.73]
Коэффициент трения X, в общем случае зависит от критерия Рейнольдса для газа Rer и безразмерного комплекса величин 2LSE f2 j-де — вязкость жидкости ист — ее поверхностное натяжение. Величину X рассчитывают по уравнениям [c.459]
Справочник химика Том 5 Издание 2 (1966) — [
c.587
,
c.588
]
Справочник химика Изд.2 Том 5 (1966) — [
c.587
,
c.588
]
Расчет числа рейнольдса для газа в трубе
Число Рейнольдса. Введение и описание безразмерного Числа Рейнольдса — с он-лайн калькуляторами.
Число Рейнольдса — это безразмерная характеристика потока жидкости, определенная отношением следующих величин:
- динамического давления(ρu 2 ) и
- касательного напряжения (μu / L),
которая может быть выражена следующим образом:
Re = Число Рейнольдса (безразмерное)
ρ= плотность (кг/м 3 , фунт/фут 3 )
u = скорость (м/с,фут/с )
μ = динамическая вязкость (Н*с/м 2 , фунт/с* фут)
L = характеристический размер (м, фут)
ν = кинематическая вязкость (м 2 /с, фут 2 /с)
Для трубопроводов характеристическим размером является гидравлический диаметр . В этом случае число Рейнольдса выражается следующим образом:
dh = гидравлический диаметр (м, фунт)
Число Рейнольдса определяет характер потока: ламинарный, промежуточный или турбулентный.
Поток (в диапазонах, близких к критическим значениям неопределенность разрешается только экспериментом):
- ламинарный , если Re 2 и удельным весом 0.92 течет по 32 миллиметровой трубе со скоростью 2.5 м/с.
Посчитаем плотность, используя удельный вес (плотность):
Теперь вычислим число Рейнольдса, используя уравнение (1):
Re = (920 кг/м 3 ) (2.5 м/с) (32 мм) (10 -3 м/мм) / (0.35 Нс/м 2 )
= 210 (кг м / с 2 )/Н
Калькулятор ниже может быть использован в случае, если известны плотность и абсолютная (динамическая) вязкость жидкости. Он верен для несжимаемых жидкостей (большинство жидкостей несжимаемы).
По умолчанию указаны значения для жидкости плотностью 0.145 фунт/фут 3 , текущей со скоростью 15 фут/с с абсолютной вязкостью 0.00014 фунт/с* фут (можете вводить и метрические величины — следите только за размерностью).
(Возможно, вам потребуется разрешить всплывающие окна для этого сайта)
Калькулятор ниже используется в случае, когда известна кинематическая вязкость жидкости. По умолчанию указаны величины для жидкости с кинематической вязкостью 0.0000235 м 2 /с, текущей по трубе с гидравлическим диаметром 0.02 м со скоростью 2 м/с.
(Возможно, вам потребуется разрешить всплывающие окна для этого сайта)
Число Рейнольдся для трубопроводов в обычных дюймовых (имперских) единицах.
Число Рейнольдса также может быть выражено в обычных дюймовых (имперских) единицах следующим образом:
Re = Число Рейнольдса (безразмерное)
u = скорость (фут/с)
dh = гидравлический диаметр (дюйм)
ν = кинематическая вязкость (сантиСтоксы) (1 сантиСтокс = 10 -6 м 2 /с )
Источник
Расчет числа Рейнольдса
Число Рейнольдса – это безразмерная величина, характеризующая отношение инерционных сил к силам вязкого трения в вязких жидкостях и газах.
Формула расчета числа Рейнольдса:
Re — число Рейнольдса;
p — плотность жидкости в кг/м3;
v — скорость жидкости в трубе в м/с;
d — диаметр трубы в метрах;
n — коэффициент динамической вязкости в Па*с.
Температура воды, С | Динамическая вязкость воды, Па*с |
0.001787 | |
5 | 0.001519 |
10 | 0.001307 |
20 | 0.001002 |
30 | 0.000798 |
40 | 0.000653 |
50 | 0.000547 |
60 | 0.000467 |
70 | 0.000404 |
80 | 0.000355 |
90 | 0.000315 |
100 | 0.000282 |
Смотрите также — расчет коэффициента гидравлического сопротивления.
Быстро выполнить эту математическую операцию можно с помощью нашей онлайн программы. Для этого необходимо в соответствующее поле ввести исходное значение и нажать кнопку.
На этой странице представлен самый простой онлайн калькулятор расчета числа Рейнольдса по простой математической формуле в зависимости от плотности жидкости, скорости течения, диаметра трубы и коэффициента вязкости. С помощью этой программы вы в один клик сможете рассчитать число Рейнольдса.
Источник
Сопротивление движению газа в трубопроводах слагается из линейных сопротивлений трения и местных сопротивлений: сопротивления трения «работают» на всей протяженности трубопроводов, а местные создаются только в пунктах изменения скоростей и направления движения газа (углы, тройники и т.д.). Подробный гидравлический расчет газопроводов осуществляется по формулам, приведенным в СП 42-101–2003, в которых учтены как режим движения газа, так и коэффициенты гидравлического сопротивления газопроводов. Здесь приводится сокращенный вариант.
Для расчетов внутреннего диаметра газопровода следует воспользоваться формулой:
dp = (626Аρ0Q0/ΔPуд)1/m1
(5.1)
где dp — расчетный диаметр, см; А, m, m1 — коэффициенты, зависящие от категории сети (по давлению) и материала газопровода; Q0 — расчетный расход газа, м3/ч, при нормальных условиях; ΔРуд — удельные потери давления (Па/м для сетей низкого давления)
ΔPуд = ΔPдоп /1,1L
(5.2)
Здесь ΔРдоп — допустимые потери давления (Па); L — расстояние до самой удаленной точки, м. Коэффициенты А, m, m1 определяются по приведенной ниже таблице.
Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых.
Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 1,80 кПа (в том числе в распределительных газопроводах — 1,20 кПа), в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 0,60 кПа.
Для расчета падения давления необходимо определить такие параметры, как число Рейнольдса, зависящее от характера движения газа, и коэффициент гидравлического трения λ. Число Рейнольдса — безразмерное соотношение, отражающее, в каком режиме движется жидкость или газ: ламинарном или турбулентном.
Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит по достижении так называемого критического числа Рейнольдса Reкp. При Re < Reкp течение происходит в ламинарном режиме, при Re > Reкp — возможно возникновение турбулентности. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения.
Число Рейнольдса как критерий перехода от ламинарного к турбулентному режиму течения и обратно относительно хорошо действует для напорных потоков. При переходе к безнапорным потокам переходная зона между ламинарным и турбулентным режимами возрастает, и использование числа Рейнольдса как критерия не всегда правомерно.
Число Рейнольдса есть отношение сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости. Также число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине.
Число Рейнольдса применительно к углеводородным газам определяется по следующему соотношению:
Re = Q/9πdπν
(5.3)
где Q — расход газа, м3/ч, при нормальных условиях; d — внутренний диаметр газопровода, см; π – число пи; ν — коэффициент кинематической вязкости газа при нормальных условиях, м2/с (см. таб. 2.3).
Диаметр газопровода d должен отвечать условию:
(n/d) < 23
(5.4)
где n — эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной:
– для новых стальных — 0,01 см;
– для бывших в эксплуатации стальных — 0,1 см;
– для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации — 0,0007 см.
Коэффициент гидравлического трения λ определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса. Для ламинарного режима движения газа (Re ≤ 2000):
λ = 64/Re
(5.5)
Для критического режима движения газа (Re = 2000–4000):
λ = 0,0025 Re0,333
(5.6)
Eсли значение числа Рейнольдса превышает 4000 (Re > 4000), возможны следующие ситуации. Для гидравлически гладкой стенки при соотношении 4000 < Re < 100000:
λ = 0,3164/25 Re0,25
(5.7)
При значении Re > 100000:
λ = 1/(1,82lgRe – 1,64)2
(5.8)
Для шероховатых стенок при Re > 4000:
λ = 0,11[(n/d) + (68/Re)]0,25
(5.9)
После определения вышеперечисленных параметров падение давления для сетей низкого давления вычисляется по формуле
Pн – Pк = 626,1λQ2ρ0l/d5
(5.10)
где Pн — абсолютное давление в начале газопровода, Па; Рк — абсолютное давление в конце газопровода, Па; λ — коэффициент гидравлического трения; l — расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м; d — внутренний диаметр газопровода, см; ρ0 — плотность газа при нормальных условиях, кг/м3; Q — расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;
Расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке. Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) учитываются путем увеличения фактической длины газопровода на 5–10%.
Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетная длина газопроводов определяется по формуле:
l = l1 + (d/100λ)Σξ
(5.11)
где l1 — действительная длина газопровода, м; Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода; d — внутренний диаметр газопровода, см; λ — коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок газопровода.
Местные гидравлические сопротивления в газопроводах и вызываемые ими потери давления возникают при изменении направления движения газа, а также в местах разделения и слияния потоков. Источники местных сопротивлений — переходы с одного размера газопровода на другой, колена, отводы, тройники, крестовины, компенсаторы, запорная, регулирующая и предохранительная арматура, конденсатосборники, гидравлические затворы и другие устройства, приводящие к сжатию, расширению и изгибу потоков газа. Падение давления в местных сопротивлениях, перечисленных выше, допускается учитывать путем увеличения расчетной длины газопровода на 5–10%. Расчетная длина наружных надземных и внутренних газопроводов
l = l1 + Σξlэ
(5.12)
где l1 — действительная длина газопровода, м; Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода длиной l1, lэ — условная эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м, потери давления на котором равны потерям давления в местном сопротивлении со значением коэффициента ξ = 1.
Эквивалентная длина газопровода в зависимости от режима движения газа в газопроводе:
— для ламинарного режима движения
lэ = 5,5•10-6Q/v
(5.13)
— для критического режима движения газа
lэ = 12,15d1,333v0,333/Q0,333
(5.14)
— для всей области турбулентного режима движения газа
lэ = d/[11(kэ /d + 1922vd/Q)0,25]
(5.15)
При расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допустимые потери давления газа на местные сопротивления, % от линейных потерь:
– на газопроводах от вводов в здание до стояка — 25;
– на стояках — 20;
– на внутриквартирной разводке — 450 (при длине разводки 1–2 м), 300 (3–4 м), 120 (5–7 м) и 50 (8–12 м),
Приближенные значения коэффициента ξ для наиболее распространенных видов местных сопротивлений приведены в табл. 5.2.
Падение давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ определяется по формуле:
H = 50λV2ρ/d (5.12)
где λ — коэффициент гидравлического трения (определяется по формуле 5.7); V — средняя скорость движения сжиженных газов, м/с.
С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы принимаются:
– во всасывающих трубопроводах — не более 1,2 м/с;
– в напорных трубопроводах — не более 3 м/с.
При расчете газопроводов низкого давления учитывается гидростатический напор Нg, даПа, определяемый по формуле
Hg = ±lgh(ρa – ρ0)
(5.13)
где g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2; h — разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м; ρа — плотность воздуха, кг/м3, при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа; ρ0 — плотность газа при нормальных условиях кг/м3.
При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.
Таблица 5.2. Коэффициенты местных сопротивлений ξ при турбулентном движении газа (Re > 3500)
Вид местного сопротивления | Значение | Вид местного сопротивления | Значение |
Отводы: | Сборники конденсата | 0,5–2,0 | |
гнутые плавные | 0,20–0,15 | Гидравлические затворы | 1,5–3,0 |
сварные сегментные | 0,25–0,20 | Внезапное расширение трубопроводов | 0,60–0,25 |
Кран пробочный | 3,0–2,0 | Внезапное сужение трубопроводов | 0,4 |
Задвижки: | Плавное расширение трубопроводов (диффузоры) | 0,25–0,80 | |
параллельная | 0,25–0,50 | Плавное сужение трубопроводов (конфузоры) | 0,25–0,30 |
с симметричным сужением стенки | 1,30–1,50 | Тройники | |
Компенсаторы: | потоков слияния | 1,7 | |
волнистые | 1,7–2,3 | разделения потоков | 1,0 |
лирообразные | 1,7–2,4 | ||
П-образные | 2,1–2,7 |