Коэффициент местного сопротивления: потери напора по длине трубопровода

Содержание
  1. Коэффициент местного сопротивления
  2. Коэффициент местного сопротивления расширения
  3. ПЛАВНОЕ РАСШИРЕНИЕ (ДИФФУЗОР)
  4. ВНЕЗАПНОЕ РАСШИРЕНИЕ
  5. Коэффициент местного сопротивления сужения
  6. ПЛАВНОЕ СУЖЕНИЕ (КОНФУЗОР)
  7. ВНЕЗАПНОЕ СУЖЕНИЕ
  8. Трубы с низким коэффициентом гидравлического сопротивления
  9. Коэффициент местного сопротивления вентиля
  10. ВЕНТИЛЬ
  11. Коэффициент гидравлического сопротивления различных труб
  12. Коэффициент местного сопротивления шарового крана
  13. ШАРОВОЙ КРАН
  14. Коэффициент местного сопротивления обратного клапана
  15. ОБРАТНЫЙ КЛАПАН
  16. Коэффициент местного сопротивления крестовины
  17. КРЕСТОВИНА
  18. Коэффициент местного сопротивления поворота
  19. Коэффициент местного сопротивления тройника
  20. ТРОЙНИК
  21. Коэффициент гидравлического трения.
  22. Внимание!
  23. Таблица коэффициентов местного сопротивления
  24. Значение коэффициента сопротивления для колена, отвода, расширения, сужения, диффузора и конфузора
  25. Таблица коэффициентов местных сопротивлений тройника
  26. Таблица коэффициентов местного сопротивления клапана, задвижки, зонта, решетки
  27. Коэффициент местного сопротивления обратного клапана в зависимости от габаритов
  28. Таблица значения КМС для проточных проемов
  29. Коэффициент местного сопротивления диафрагмы
  30. ДИАФРАГМА
  31. Видеоматериал по теме.
  32. Коэффициент местного сопротивления фильтра
  33. ФИЛЬТР

Коэффициент местного сопротивления

Сначала определим коэффициент местного сопротивления. Местными сопротивлениями называют точечные перепады давления, связанные с изменением структуры потока. В вентиляции есть много компонентов, которые играют роль местного сопротивления:

  • поворот воздуховода,
  • сужение или расширение потока,
  • попадание воздуха в воздухозаборник;
  • «Тройник» и «крестик»;
  • приточно-вытяжные решетки и диффузоры;
  • диффузоры воздуха;
  • диффузор;
  • плавники и так далее

Их MLC рассчитываются по определенным формулам и, таким образом, участвуют в определении местных потерь давления. В математическом понимании коэффициент местных потерь — это отношение потерь известной нагрузки в местном сопротивлении к скоростной нагрузке.

Формула для расчета местного сопротивления

Коэффициент местного сопротивления зависит от формы и типа местного сопротивления, шероховатости воздуховода и, как ни странно, числа Рейнольдса. Для жалюзи и других запорных клапанов к указанному выше добавляется степень открытия.

Связь между CMR и числом Рейнольдса выражается формулой

Зависимость от числа Рейнольдса

Значения коэффициентов B для некоторых местных сопротивлений

Значение B

Чем больше число Re, тем меньше от него зависит коэффициент. Полная независимость местного коэффициента лобового сопротивления от числа Re в системе вентиляции имеет место при резких переходах к Re> 3000, а для плавных переходов — к Re> 10000.

Суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке воздуховода равен сумме всех местных коэффициентов на этом участке.

На практике специального времени для расчета CMR нет, поэтому дизайнеры пользуются таблицами справочников и другими источниками. Кроме того, зачем тратить много времени на изучение формул и расчетов, если это уже было сделано за вас. Многие производители глушителей, клапанов и решеток с удовольствием указывают значение местного коэффициента лобового сопротивления в своих каталогах. Но, конечно, если данных не нашлось, тогда надо прибегнуть к математике.

Коэффициент местного сопротивления расширения

Коэффициент сопротивления локальному расширению

ПЛАВНОЕ РАСШИРЕНИЕ (ДИФФУЗОР)

Коэффициент местного сопротивления диффузора определяется расчетным путем и зависит от соотношения между диаметром до расширения и диаметром после расширения, а также от угла открытия диффузора. Наш калькулятор поможет рассчитать коэффициент сопротивления и падение давления при усадке:


Коэффициент местного сопротивления при внезапном расширении

ВНЕЗАПНОЕ РАСШИРЕНИЕ

Коэффициент местного сопротивления внезапному расширению определяется расчетным путем и зависит от отношения диаметра до расширения к диаметру после расширения. Наш калькулятор поможет рассчитать коэффициент лобового сопротивления и потерю напора при внезапной усадке:

Коэффициент местного сопротивления сужения

Коэффициент местного сопротивления ограничения

ПЛАВНОЕ СУЖЕНИЕ (КОНФУЗОР)

Коэффициент местного сопротивления гладкого конуса определяется расчетом и зависит от отношения диаметра перед конусом к диаметру после конуса и угла раскрытия конфузора. Наш калькулятор поможет рассчитать коэффициент сопротивления и потери нагрузка на конус:


Коэффициент местного сопротивления внезапного сужения

ВНЕЗАПНОЕ СУЖЕНИЕ

Коэффициент местного сопротивления при внезапной усадке определяется расчетом и зависит от отношения диаметра до усадки к диаметру после усадки. Наш калькулятор поможет рассчитать коэффициент лобового сопротивления и потерю напора при внезапной усадке:

Трубы с низким коэффициентом гидравлического сопротивления

С точки зрения гидравлической прочности наиболее оптимальными считаются трубопроводные системы с гладкой внутренней стенкой:
зеленая трубка aquatherm

Пластиковые трубы производства Германии для широкого спектра применения.

Система отлично подходит для систем горячего и холодного водоснабжения и отопления, как в частном, так и в промышленных масштабах. Он также используется для транспортировки химических жидкостей.

Он имеет гладкую внутреннюю стенку, что обеспечивает низкий коэффициент гидравлического сопротивления.

aquatherm blue pipe

Пластиковые трубы производства Германии для широкого спектра применения.

Система трубопроводов из инновационного материала фузиолен, специально разработанная для систем охлаждения, поверхностного отопления, транспортировки агрессивных жидкостей и сжатого воздуха, а также для геотермальных энергетических систем.

Он имеет гладкую внутреннюю стенку, что обеспечивает низкий коэффициент гидравлического сопротивления.

Коэффициент местного сопротивления вентиля

Коэффициент местного сопротивления клапана

ВЕНТИЛЬ

Коэффициент лобового сопротивления обычного клапана ξ = 7–20, прямоточного клапана ξ = 2–3, в зависимости от его диаметра. Чем больше диаметр, тем он меньше. Коэффициент лобового сопротивления также напрямую зависит от степени закрытия, чем выше степень закрытия, тем больше ξ.

Таблица коэффициентов местного сопротивления

Коэффициент гидравлического сопротивления различных труб

Для фитингов из ППР:

Деталь Обозначение Примечание Коэффициент

Схватить 0,25
Редукционная муфта Уменьшено на 1 размер 0,40
Уменьшено на 2 размера 0,50
Уменьшенный размер 3 0,60
Уменьшено на 4 размера 0,70
Колено 90° 1,20
Колено 45° 0,50
Тройник Разделение потока 1,20
Потоковое соединение 0,80
Перекладина Потоковое соединение 2.10
Разделение потока 3,70
Восточная муфта гребенка рез. 0,50
Расческа для сцепки вырезанная двухъярусная кровать 0,70
Восток квадратный гребень рез. 1,40
Расческа двухъярусная квадратная рис. 1.60
Восток Т гребень рез. 1,40 — 1,80
Клапан 20 мм 9,50
25 мм 8,50
32 мм 7,60
40 мм 5,70

Для полиэтиленовых труб

Расход труб,м3 / час Скорость,м / с Потери напора в метрах на 100 метров прямого трубопровода (м / 100 м)

Новая сталь 133х5 60 1.4 3,6
Старая сталь 133х5 60 1.4 6,84
ПЭ 100 110х6,6 (5ЕР 17) / тд> 60 2,26 4.1
ПЭ 80 110х8.1 (ЗИР 13.6) 60 2.41 4.8
Новая сталь 245х6 400 2,6 4.3
Старая сталь 245х6 400 2,6 7.0
ПЭ100 225х13,4 (50В17) 400 3,6 4.0
ПЭ 80 225×16.6 (ZEC 13.6) 400 3,85 4.8
Новая сталь 630х10 3000 2,85 1,33
Старая сталь 630х10 3000 2,85 1,98
ПЭ 100 560х33.2 (ЗЕК 17) 3000 4,35 1,96
ПЭ 80 560х41.2 (ЗЕК 13.6) 3000 4,65 2.3
Новая сталь 820х12 4000 2,23 0,6
Старая сталь 820х12 4000 2,23 0,87
ПЭ100 800×47,4 (ZEC 17) 4000 2,85 0,59
PE80 800×58,8 (ZER 13,6) 4000 3.0 0,69

Для бесшовных стальных труб

Режим движения Число Рейнольдса Определения λ

Ламинарный
или
Переход Конструкция трубопроводов не рекомендуется
Турбулентный 1
область

(ф-ля Блазиус)

Бф-ля Конакова)
2
область

(ф-ля Альтшуля)
3
область

(ф-ля Альтшуля)

(ф-ля Никурадзе)

Для металлопластиковых труб

Имя Символ Фактор

Футболка с разрезом 7,6
Прямая футболка 4.2
Противоточный тройник
при разделении потока
8,5
Противоточный тройник
при присоединении к потоку
8,5
Угол 90° 6.3
Арка 0,9
Редукционный переход 6.3
Угол установки 5,4

 

Коэффициент местного сопротивления шарового крана

Коэффициент местного сопротивления шарового крана

ШАРОВОЙ КРАН

Коэффициент лобового сопротивления открытого шарового крана ξ = 0,1 — 0,15. Коэффициент лобового сопротивления также напрямую зависит от степени закрытия, чем выше степень закрытия, тем больше ξ.

Коэффициент местного сопротивления обратного клапана

Обратный клапан коэффициента местного сопротивления

ОБРАТНЫЙ КЛАПАН

Для технических расчетов коэффициент лобового сопротивления обратного клапана составляет ξ = 1 — 5 в зависимости от диаметра.

Справочная таблица местных коэффициентов сопротивления

Коэффициент местного сопротивления крестовины

Коэффициент местного сопротивления креста

КРЕСТОВИНА

Поперечина на проход — коэффициент лобового сопротивления ξ = 2, поперечина на ответвление — ξ = 3

Коэффициент местного сопротивления поворота

Коэффициент местного сопротивления рулевого управления

Коэффициент местного сопротивления тройника

Коэффициент местного сопротивления тройника

ТРОЙНИК

Зависит от типа тройника: тройник на дверь ξ = 0,5
тройник ответвления ξ = 1,5
тройник деленный на ξ = 3
присоединительный тройник ξ = 1,5

Коэффициент гидравлического трения.

Для определения гидравлического сопротивления от трения о стенки трубы Str необходимо знать параметр Дарси λ — коэффициент гидравлического трения по длине.

В технической литературе имеется значительное количество формул разных авторов, по которым рассчитывается коэффициент гидравлического трения в различных диапазонах значений числа Рейнольдса.

Таблица с формулами разных авторов

Обозначения в таблице:

  • Re — число Рейнольдса;
  • k — эквивалентная шероховатость внутренней стенки трубы (средняя высота выступов), м.

Еще одна интересная формула для расчета коэффициента гидравлического трения приведена в 1:

λ = 0,11 (68 / Re + k / D + (1904 / Re) 14) / (115 · (1904 / Re) 10 + 1) 0,25

Вячеслав Леонидович провел проверочные расчеты и обнаружил, что приведенная выше формула является наиболее универсальной в широком диапазоне чисел Рейнольдса!

Значения, полученные по этой формуле, чрезвычайно близки к значениям:

  • функция λ = 64 / Re для зоны ламинарного течения в диапазоне 10<>
  • функции λ = 0,11 · (68 / Re + k / D) 0,25 для зоны турбулентного течения при Re> 4500;
  • в пределах 1500<re<4500 переходная=»» присутствует=»» анализу=»» согласно=»»></re<4500>

В переходной зоне, согласно экспериментам Никурадзе, график функции λ = f (Re, D, k) имеет сложную форму. Он состоит из двух сопряженных обратных кривых, которые, в свою очередь, сопряжены с одной стороны кривой гладких трубок (ламинарный поток), а с другой — с линиями относительной шероховатости.

Эта область не была полностью изучена, поэтому рекомендуется рассчитывать гидравлические методы спроектированных систем, не входя в эту область: 1500<>

На рисунке ниже показаны графики функции λ = f (Re, D, k), построенные по универсальной формуле, приведенной выше. Характер кривых в переходной области соответствует графикам Никурадзе 2, 4.

Графики зависимости лямбда-функции от числа Рейнольдса

Специальная функция в Excel KtrPipeWater (Rvoda, twater, G, D, ke) рассчитывает коэффициент гидравлического трения по рассмотренной универсальной формуле. В этом случае всюду ниже ke = k.

Внимание!

  1. В области быстротечности потока меняется знак наклона кривой λ, что может привести к неработоспособности систем автоматического регулирования!
  2. PF KtrPipeWater (Pwater, twater, G, D, ke) в турбулентном потоке существенно зависит от величины ke — эквивалентной шероховатости внутренней поверхности трубы. В связи с этим следует обратить внимание на установку объективного значения ke с учетом труб, используемых на этапе монтажа (см. 2 с. 78 ÷ 83).

Таблица коэффициентов местного сопротивления

Мы проанализировали техническую литературу и другие источники и предоставили вам таблицы со значениями CMC для различных элементов системы. В нашем случае это каталоги ВЕЗА, Белимо, справочник конструктора Н., Н. Павлова и справочник Р. В. Щекина.

Значение коэффициента сопротивления для колена, отвода, расширения, сужения, диффузора и конфузора

Таблица коэффициентов местных сопротивлений тройника

Таблица коэффициентов местного сопротивления клапана, задвижки, зонта, решетки

Коэффициент местного сопротивления обратного клапана в зависимости от габаритов

Коэффициент сопротивления клапана

Таблица значения КМС для проточных проемов

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы

ДИАФРАГМА

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы определяется расчетным путем и зависит от отношения диаметра сужения к диаметру трубопровода. Наш калькулятор поможет рассчитать коэффициент лобового сопротивления и потерю давления на диафрагме:

Видеоматериал по теме.

Коэффициент местного сопротивления фильтра

Коэффициент местного сопротивления фильтра

ФИЛЬТР

Коэффициент лобового сопротивления зависит от типа фильтра (наклонный или заподлицо) и от его диаметра ξ = 5 — 12

Коэффициенты местного гидравлического сопротивления

Оцените статью
Блог про насосы