Зависимость давления от расхода воды


    Зависимость расхода от давления

    Главная

    Техническая информация Ремонт, настройка холодильного оборудования Зависимость расхода от давления
    Известно, что поплавковый клапан служит для подачи водопроводной воды в бак градирни (рис.75.11). Теперь представим, что клапан полностью открыт (давление воды в сети 2 бара), что обеспечивает расход 10 л/мин. Для того чтобы расход через клапан увеличить до 20 л/мин, давление в водопроводной сети должно повыситься в 4 раза.

    Если в водопроводной сети давление небольшое, то и расход будет незначительным. Для того, чтобы расход увеличить в два раза, давление нужно повысить в 4 раза.

    Конечно, на практике так не поступают, поскольку это вызывает ряд сопутствующих проблем: недостаточный диаметр трубопровода, гудение воды в трубах…

    Объяснить это можно на наглядном примере. Так, для снижения загруженности автомагистрали, водителей не заставляют ехать быстрее, а строят новую полосу или объездной путь. Аналогичные меры предпринимают и для повышения расхода жидкости в трубе – повышают площадь проходного сечения. Это снижает скорость потока и уменьшает давление (рис.75.12).

    Page 2

    Главная

    Контакты

    Компания ООО Ксирон-Холод

    Россия

    г. Ивантеевка, Санаторный проезд, дом 1, корпус 23, 141281

    Почтовый адрес: Санаторный проезд, дом 1, г.Ивантеевка, Московская область, 141281

    Телефон: (495) 984-74-92; (495) 226-51-87;

    Email: [email protected]

    Мы работаем ежедневно с 9:00 до 18:00, кроме выходных.

    Прием заявок на сайте — круглосуточно

    ИНН 5038123297 ОГРН 1165038054565 

    E-mail: Отправить заявку

    Отзывы/Сертификаты

    Построить маршрут с помощью: Яндекс карты

    Доставка: осуществляем отправку оборудования по России и в страны СНГ.

    Схема проезда

    www.xiron.ru

    Взаимосвязь расхода жидкости с перепадом давления .

    Расходомер переменного перепада давления.

    Цель работы.

    1. Изучить принцип действия расходомера . Математическая модель первичного преобразователя расхода.

    2. Изучить конструкцию датчиков расхода .

    3. Ознакомиться с устройством и работой расходомерного стенда.

    4. Исследовать градуировку диафрагмы и расходомерного канала измерения расхода.

    5. Экспериментально исследовать статические и динамические характеррасходомера.

    Количество жидкости, газа или пара, проходящее через сечение трубопровода в единицу времени, называется расходом. Количество вещества выражают в объемных и массовых (весовых) единицах.

    Зависимость между массовым и объемным расходами выражается формулой

    G=Q × J, ( 1 )

    где :

    G – массовый расход, кг/с,

    Q – объемный,м*/с,

    J- плотность, кг/м*.

    Приборы, служащие для измерения текущего (мгновенного) расхода называются расходомерами.

    Приборы, измеряющие непрерывный расход с определенного момента времени (начало отсчета), называются счетчиками. Они определяют количество, пройденного через сечение вещества за определенный отрезок времени (т/сут , л/час, м*/мин).

    В работе исследуется метод переменного перепада давления . Это наиболее распространенный метод в нефтяной и газовой промышленности ввиду его универсальности и простоты исполнения приборов.

    В трубопроводе устанавливается неподвижное сужающее устройство ( диафрагма, сопло, труба Винтури ), создающее местное сужение потока. Так как часть потенциальной энергии при прохождении потока через него переходит в кинетическую, статическое давление в сужении сечения становится меньше статического давления перед сужающим устройством.

    При этом разность давлений до и после сужения тем больше, чем больше расход.

    Следовательно, разность давлений (перепад давлений) может служить мерой расхода.

    На рис.1 представлено сужающее устройство а также график изменения давления по длине трубопровода при прохождении потока через диафрагму. При этом необходимо различать давление у стенки трубы и по ее оси. Как видно из графика, давление в одном и том же сечении трубопровода неравномерно: непосредственно перед диафрагмой у стенки трубы оно возрастает (скорость уменьшается в этом месте за счет гидравлического удара о стенку диафрагмы), а в центре трубы – уменьшается (вследствие увеличения скорости). В дальнейшем давление постепенно восстанавливается, но не целиком, так как имеют место потери на трение, завихрение, удары и др. Это так называемые безвозвратные потери Pr=P1-P3.

    Расход вещества, протекающего по трубопроводу, определяется как произведение площади отверстия истечения (F) на среднюю скорость потока (Vc), то есть

    Q = F ×Vc (2)

    Пользуясь уравнением Бернулли и условием неразрывности струи, можно установить зависимость между расходом жидкости и перепадом давления на сужающем устройстве:

    (3)

    (4)

    Где:

    α – коэффициент расхода,

    d– диаметр отверстия (м),

    P1 – давление до сужающего устройства,

    P2 – давление после сужающего устройства ,

    ε – поправочный коэффициент, учитывающий расширение измеряемой среды,

    ρ – плотность измеряемой среды в рабочих условиях (кг/м3).

    - поправочный коэффициент, учитывающий расширение сужающего устройства в зависимости от температуры измеряемой среды (в диапазоне температур от -20 до +60 можно принимать Kt=1).

    На практике перепад давления Р1-Р2 принято выражать высотой столба жидкости (даже если он измеряется не жидкостным манометром), то есть

    ( 5)

    Где:

    Р1-Р2 – измеряемый перепад давления (Н/м2)

    Н – высота столба жидкости, заполняющей дифманометр (м)

    ρ' – плотность рабочей жидкости в дифманометре (кг/м3)

    ρ'' – плотность среды, находящейся над рабочей жидкостью (кг/м3)

    g– ускорение силы тяжести (м/с2)

    Тогда уравнения (3) и (4) перепишутся соответственно

    ( 6 )

    и ( 7 )

    Где:

    Значения коэффициента А даются в таблицах в зависимости от заполнителя жидкостного диффманометра.

    Коэффициент расхода αопределяется для различных типов сужающих устройств путем обработки большого числа тщательно поставленных опытов. Можно использовать полученные ранее опытным путем значенияα(по графикам и таблицам). Это допустимо лишь при соблюдении гидродинамического подобия потоков, которое обусловлено значениямичисла Рейнольдса Re,учитывающего физические свойства потока. Зависимость коэффициента расхода отReтем сильнее, чем меньшеRe.С возрастаниемReзависимость становится все меньше, а при достаточно больших значенияхReкоэффициент расхода не зависит от него.

    Минимальное значение числа Рейнольдса, начиная от которого коэффициент расхода при дальнейшем увеличении Reне меняет своего значения, называется предельным числом РейнольдсаRe пред.

    Величина предельного числа Рейнольдса зависит от типа сужающего устройства и величины m .

    , где :

    d– диаметр сужающего устройства.

    D– диаметр трубопровода.

    Характер зависимости коэффициента расхода от Re и mпоказан на рис.2,3 . Таким образом, исходный коэффициент расхода для данного сужающего устройства является величиной постоянной только при условииRe Re пред.

    Каждому значению mсоответствуют определенные значения α исх. (рис.2) и числаReпред. , при котором α = α исх.

    Рис.2,3

    Коэффициент расхода называется исходным при гладкой внутренней поверхности трубопровода и острой входной кромке диафрагмы.

    В общем случае коэффициент расхода определяется как

    ,

    где :

    α исх.– исходный коэффициент расхода,

    КRe– поправка на вязкость приRe

    studfiles.net

    Зависимость расхода от потерь давления

    Главная

    Техническая информация Ремонт, настройка холодильного оборудования Зависимость расхода от потерь давления
    Допустим, в трубе с внутренним диаметром 80 мм необходимо увеличить расход. Что в это время будет происходить с потерями давления? Вначале можно предположить, что с удвоением расхода скорость потока также удвоится вместе с давлением. Но это не так.

    С удвоением расхода потери не удвоятся, а повысятся в четыре раза. На рис.75.13 скорость потока составляет 1 м/с и потери давления ΔР=2 м вод. ст. Повысив скорость до 2 м/с потери давления составят: ΔР=2х4=8 м вод. ст.

    Вывод: потери давления пропорциональны квадрату расхода.

    Page 2

    Главная

    Контакты

    Компания ООО Ксирон-Холод

    Россия

    г. Ивантеевка, Санаторный проезд, дом 1, корпус 23, 141281

    Почтовый адрес: Санаторный проезд, дом 1, г.Ивантеевка, Московская область, 141281

    Телефон: (495) 984-74-92; (495) 226-51-87;

    Email: [email protected]

    Мы работаем ежедневно с 9:00 до 18:00, кроме выходных.

    Прием заявок на сайте — круглосуточно

    ИНН 5038123297 ОГРН 1165038054565 

    E-mail: Отправить заявку

    Отзывы/Сертификаты

    Построить маршрут с помощью: Яндекс карты

    Доставка: осуществляем отправку оборудования по России и в страны СНГ.

    Схема проезда

    www.xiron.ru

    Как определить расход воды

    При корректном определении расхода воды учитывается целый ряд факторов, которые, на первый взгляд, к водорасходу прямого отношения не имеют. К таким, например, относится зависимость давления и расхода воды. А для того чтобы рассчитать расход воды, зная давление и диаметр трубы, можно воспользоваться либо формулами, либо таблицами, либо номограммами, которые представлены в СП 40-109-2006. Предполагаемый средний расход воды на человека, высота дома, количество водоразборных устройств и другие факторы ещё на этапе планирования определяют, какой будет система водоснабжения дома.

    Зависимость водорасхода и давления

    Давление в системе водоснабжения должно быть достаточным, чтобы его величина при контрольных замерах соответствовала нормативу:

    • 0,03-0,60 МПа – для системы «холодного» водоснабжения,
    • 0,03-0,45 МПа – для «горячего».

    Предписания строительных правил определяют и свободный напор на вводе в здание, который должен быть не меньше 10 м вод. ст. Расчет давления воды от высоты здания зависит от этажности. Для каждого этажа, начиная со второго, величина напора увеличивается на 4 метра. Таким образом, свободный напор = 10 м вод. ст. (значение, определённое для первого этажа) + добавленные 4 м  вод. ст.* (умноженные) на оставшееся количество этажей в доме. Исходя из этого, для дома в 14 этажей расчёт будет следующим: 10 + (4*13) = 62.

    Поскольку технически сложно обеспечить нормативный интервал в многоэтажном доме одновременно и на первом, и на последнем этажах, как правило, производят условное «разделение» стояка на несколько частей с обеспечением «подкачки». Так удаётся достичь среднего давления (1,5-2,5 атм.) и необходимой скорости гидропотока. В таблице указана ориентировочная зависимость давления, диаметра трубы и пропускной способности (потенциального расхода воды), которую можно учитывать в предварительных расчётах.

    Аналогичную зависимость между водорасходом (q),  диаметром трубопровода (D) и скоростью гидропотока (V) модно установить с помощью номограмм. Для того, чтобы получить третье неизвестное значение, на шкале находят два известных и соединяют их прямой. В месте пересечения прямой с третьей шкалой будет находиться искомое значение.

    В номограммах учитывается особенности материала труб (например, с внутренним цементно-песчаным покрытием и без него).

    Для полного гидравлического расчёта необходимо дополнительно учитывать:

    • длину участка,
    • вязкость жидкости,
    • коэффициент потери напора, зависящий как от материала внутренней поверхности труб, так и от наличия запоров, поворотов, турбулентности.

    Расчётный водорасход, напор и потери напора

    Расчет водорасхода в бытовом водопроводе производится по количеству сантехприборов дома и количеству протекающих в них воды.  За условную единицу измерения водорасхода можно взять эквивалент N, равный единице, соответствующий в числовом выражении 0,2 л/сек. Такой объём вытекает из водоразборного крана диаметром 15 мм.

    Соотношения эквивалентов для разных приборов с расчётными напорами представлено в таблице.

    Исходя из расчётной скорости потока в интервале 1,5-1,75 м/сек, определяют ориентировочный диаметр труб в зависимости от эквивалентного значения числа приборов.

    Несмотря на техническое оснащение современных санузлов, активное использование экономителей WaterSave (http://water-save.com/), бережливых душевых леек и прочих нововведений, которые сокращают расход воды на 7-35%, расчётный расход в предварительных вычислениях остаётся прежним.

    Читайте далее

    Оставьте комментарий и вступите в дискуссию

    hitropop.com


    Смотрите также