К методу расчета водораспределительных сетей из труб с силикатно-эмалевым покрытием

Пензенская государственная архитектурно-строительная академия.

К методу расчета водораспределительных сетей из труб с силикатно-эмалевым покрытием

Н.А. Гукасов И. А. Каледа В.В. Демидочкин Е. В. Стулов Решение различных гидродинамических задач обычно осуществляется с учетом режима течения. При движении жидкости в трубе режим течения определяется по параметру Рейнольдса. Часто приходится выполнять расчеты по определению потерь давления, с учетом смены режимов течения. Например, в водопроводящих сетях режим течения воды в трубах определяется интенсивностью водоотбора и изменяется в течение суток многократно. Однако расчетные формулы для определения коэффициента гидравлических сопротивлений [1, 2, 3], широко применяемые в инженерной практике, ориентированы на доквадратичную и квадратичную зоны гидравлических сопротивлений, имеющие место при турбулентном режиме движения. Определение потерь напора по формулам турбулентного движения приводит к их завышению, т. е. к завышению напора насосов, работающих в часы минимальной загрузки сети. Завышенными будут потери напора, определяемые по формуле (3) приложения 10 [1], рекомендованной для технико-экономических расчетов, что приведет к завышению эксплуатационных расходов. Таким образом, возникает необходимость в выводе универсальной зависимости, справедливой как для ламинарного, так и для турбулентного режимов движения. Такая попытка была сделана в работах [3, 4] для случая движения жидкости по гидравлически гладким трубам. напор ламинарный турбулентный жидкость При нанесении на внутреннюю поверхность стальных труб силикатно-эмалиевого покрытия значительно изменяются эксплуатационные показатели труб: не происходит отложения на поверхности эмали солей жесткости и коррозия труб. Эмалированные трубы долгое время остаются «новыми». Коэффициент гидравлического трения для таких труб приблизительно в 1,57 раза ниже, чем для новых стальных труб.

Для получения универсальной формулы с использованием формул Дарси-Вейсбаха и Стокса путем элементарных преобразований была получена зависимость для относительной величины потерь напора при ламинарном и при турбулентном режимах течения, с использованием формулы для определения коэффициента гидравлического трения в трубах с силикатно-эмалиевым покрытием.

Проанализировав структуру полученных формул, мы сочли возможным вывести универсальную зависимость следующего вида.

Y_пр=ARe+BRe², (1).

где А и В — некоторые коэффициенты, которые определялись с использованием метода наименьших квадратов, в зависимости от значения максимального параметра Рейнольдса.

Формула для определения приближенной относительной величины потерь напора Y_пр принимает вид:

Y_пр = 218,1053Re + 0,363 5088Re² (2).

Расчеты по формуле (2) целесообразно проводить с использованием кривых, приведенных на рисунках 1 и 2. При известном значении Re по рис. 1 и 2 находится отношение, а по формуле (2) вычисляем Y_пр, что позволяет достаточно просто найти Y. По полученным результатам устанавливаем величину потерь напора:

(3).

Предложенные зависимости и графики позволяют получать потери напора с достаточно высокой точностью при Re до 300 000.

• 1. СНиП 2.04.02−85. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
• 2. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие. — 6-е изд., доп. и перераб. — М.: Стройиздат, 1984. — 116 с.
• 3. Гукасов Н. А., Каледа И. А., Демидочкин В. В., Стулов Е. В. К методу расчета водораспределительных сетей /Сб. материалов II Российско-Украинского симпозиума «Новые информационные технологии в решении проблем производства, строительства, коммунального хозяйства, экологии, образования, управления и права». — Пенза, 2002.
• 4. Гукасов Н. А. «Применение гидравлики вязких и вязко-пластичных жидкостей к решению ряда вопросов в бурении и добычи нефти и газа». М.: — МИНХ и ГП им И. М. Губкина — 1965.