Расчет потерь давления в трубопроводе

П отери давления в трубопроводе складываются из потерь давления на трение по длине трубопровода ΔР _L и потерь давления в местных сопротивлениях ΔР _м, к которым можно отнести потери при повороте потока жидкости, при сужении и расширении потоков, потери в штуцерах, тройниках и т. д. Их можно определить по формуле

ΔР = ΔР _L + ΔР _м.

По этому уравнению определяются отдельно потери давления в напорном, сливном и всасывающем трубопроводах, а затем при необходимости их суммируют. Как правило, всасывающий трубопровод – короткий, с достаточно большим внутренним диаметром. Поэтому потери в нем незначительные и ими можно пренебречь. В связи с этим расчет сводят к определению потерь в напорном и сливном тру-

бопроводах по формулам, приведенным ниже.

Потери давления на трение, Па, по длине трубопровода определяют по формуле

ΔP _L= 0.5·ρ·λ·L _тр (V _тр)²/ d _тр,

Где ρ – плотность рабочей жидкости, кг/м³; λ – коэффициент сопротивления, зависящий от режима движения жидкости, он определяется согласно следующим рекомендациям:

- если число Рейнольдса

То для металлического трубопровода ,

А для резинометаллических рукавов ,

- если R е 2000, то или ,

Где Δ_э – эквивалентная шероховатость стенок трубопровода, м.

Потери давления, Па, в местных сопротивлениях можно определить по формуле:

ΔP_м = Σ ,

Где Σ - сумма коэффициентов местных сопротивлений в трубопроводе,

Σ = ₁z₁ + ₂z₂ + ….. + _nz_n.

Здесь _{1, 2} …., _{n –} коэффициенты местных сопротивлений(поворотов, тройников, сужений и т. д.); z_1, z_{2 …..,} z_{n –} количество соответствующих местных сопротивлений.

Для грамотного расчета потерь давления необходимо сделать тщательный анализ монтажной схемы трубопроводов. При этом необходимо установить длину трубопроводов (напорного, сливного и всасывающего, причем каждого отдельно), типы местных сопротивлений и их количество. Затем по справочной литературе [3,4] определить коэффициенты местных сопротивлений и выполнить расчет потерь. Коэффициенты часто встречающихся местных сопротивлений приведены в прил. 56.

В правильно спроектированной гидросистем суммарные потери давления в трубопроводе не должны превышать 6% номинального дав

ления. В гидросистемах машин, работающих на открытом воздухе в Сибири и на Крайнем Севере, потери давления в зимнее время допускаются до 12%.

Примечание: Если участки трубопровода соединены последовательно, то общая потеря давления в гидроприводе представляет собой сумму потерь давлений на всех участках. Потери же во всех гидролиниях, соединенных параллельно рассчитываются раздельно для каждой из них, и при определении давления, создаваемого насосом, учитываются только наибольшие из этих потерь.

В суммарные потери давления в гидроприводе входят и потери давления в гидроаппаратах: фильтре, распределители жидкости, обратном клапане и т. д (ΔP_г.а). поэтому после расчета потерь давления в нагнетательном и сливном трубопроводах определяют суммарные потери давления в них с учетом потерь в гидроаппаратах по формулам:

Σ ΔP = ΔP_нап + Σ ΔP_сл;

Σ ΔP_нап = Σ ΔP_т.нап + Σ ΔP_г.а.нап;

Σ ΔP_сл = Σ ΔP_т.сл + Σ ΔP_г.а.сл,

гдеΣ ΔP – суммарные потери давления в гидроприводе: ΔP_нап и ΣΔP_сл – суммарные потери давления на участках в напорном и сливном трубопроводах соответственно; ΣΔP_т.нап и ΣΔP_т.сл - суммарные потери давления в напорном и сливном трубопроводах соответственно; ΣΔP_г.а.нап и ΣΔP_г.а.сл – суммарные потери давления в гидроаппаратах в напорном и сливном трубопроводах соответственно. Их числовые значения выбираются из справочной литературы: фильтры, распределители жидкости, дроссели и т, д.

Давление настройки предохранительного клапана определяются по формуле:

Р_пк = Р_н + Σ ΔP.