Calculul rețelei hidraulice, scăderea presiunii, fricțiunea, glicolul, antigelul, conductele
Calculul căderilor generale de presiune
Calculul căderii de presiune liniare, care corespunde debitului general într-o conductă rectilinie, este dat de următoarea formulă generală:
- D p = căderea de presiune liniară în Pa
- L = coeficient de pierdere a presiunii (număr adimensional)
- = densitatea apei în kg/m3
- V = viteza de curgere în m/s
- D = diametrul tubului hidraulic în m
- L = lungimea tubului în m
- Căderea de presiune este în mod logic direct proporțională cu lungimea conductei: crește atunci când lungimea conductei crește.
- Pe măsură ce diametrul scade, căderea de presiune crește considerabil. Lichidul are mai multe dificultăți de curgere, prin urmare fricțiunea crește pentru un debit identic.
- Cu cât debitul crește (viteză mai mare), cu atât forțele de frecare cresc pentru un diametru identic.
Regimuri de flux
Natura regimului de curgere a unui fluid este determinată de valoarea numărului reynolds. Diferitele regimuri de flux sunt vizualizate de reprezentarea grafică a diagramei Moody's folosind numărul reynolds pentru axa X și factorul de frecare F pentru axa Y.
Regimul de curgere al unui fluid este caracterizat în 3 forme:
| Regimul laminar | Un număr reynolds mai mic de 2000 indică faptul că fluxul este calm și regulat. |
| Regim turbulent | Un număr reynolds mai mare de 4000 indică faptul că fluxul este sub formă de vortex și vârtejuri. |
| Zona critică | Numărul reynolds situat în 2000 și 4000 indică faptul că fluxul este instabil între regimul laminar și regimul turbulent. |
Vâscozitatea unui lichid este caracteristica sa de a fi mai mult sau mai puțin fluid sau, cu alte cuvinte, de a opune mai multă sau mai puțină rezistență la pompare sau la trecerea printr-un orificiu sau țeavă. Temperatura are o mare influență asupra vâscozității.
Numărul lui Reynolds este invers proporțional cu viscozitatea cinematică. Vâscozitatea unui fluid este o caracteristică care determină rezistența la mișcare a fluidului. Cu cât vâscozitatea cinematică este mai mare, cu atât va fi mai dificilă deplasarea fluidului în conductă.
Cu cât lichidul este mai vâscos, cu atât fricțiunea este mai mare, prin urmare scade presiunea.
Dependența de temperatură de vâscozitate:
- Fluide gazoase = Viscozitatea crește odată cu creșterea temperaturii.
- Lichide = Viscozitatea scade odată cu creșterea temperaturii.
Vâscozitatea cinematică (v) este raportul dintre vâscozitatea dinamică și densitatea fluidului
Calculul numărului lui Reynolds
Numărul Reynolds este nedimensional (deci fără unități). Combină 3 caracteristici importante ale fluxului și fluidului: viteza, densitatea și vâscozitatea.
Diametrul este necesar pentru a face numărul nedimensional. Diametrul se numește lungimea caracteristică.
Un număr Reynolds de 2000 sau mai puțin indică un flux laminar, în timp ce un număr de 4000 sau mai mult indică un flux turbulent.
Numărul reynolds este definit fie:
(kg/m.s = 1 Poiseuille = 10 poises)
Coeficientul de scădere a presiunii
Fluxul laminar (Re £ 2000)
În regim laminar, natura sau starea suprafeței pereților interni ai conductelor nu este implicată în calculul căderii de presiune.
Coeficientul de cădere de presiune este determinat de următoarea funcție:
- L = coeficientul de pierdere a presiunii
- Re = Numărul lui Reynolds