Расчет потери давления жидкообразных продуктов

Потери давления или напора (энергии) входят в общий энергетический баланс потока (уравнение Бернулли). Оно применимо для жидкостей, имеющих небольшую вязкость и может быть использовано применительно к потокам жидкообразных продуктов (бульон, расплавленный жир, рассол и др.). Уравнение имеет вид

где z1, z2 — геометрическая высота центров тяжести рассматриваемых сечений относительно горизонтальной плоскости сравнения или удельная потенциальная энергия положения, м;
ρ1/γ, ρ2/γ — пьезометрическая высота в рассматриваемых сечениях или удельная потенциальная энергия давления, м;
ρ1, ρ2 — давления в этих сечениях, Па;
γ — удельный вес жидкости, Н/м3;
w1в2, w2в2 — скоростной напор в рассматриваемых сечениях или удельная кинетическая энергия потока, м;
hw — потери энергии между этими сечениями, м.
Потери давления адекватны удельным потерям энергии при течении жидкости. Они расходуются на преодоление сопротивлений движению по длине трубы и в местах установки арматуры. Первые обусловлены внутренним и внешним трением в жидкости, вторые — изменением скорости по величине или направлению (краны, угольники, диафрагмы и др.). Потери давления и напора связаны соотношением

ρ = γhw.

Потери энергии складываются из потерь по длине hдл и местных hм

где λ — коэффициент гидравлического сопротивления;
ζ — коэффициент местного сопротивления;
l — геометрическая длина трубы, м.
При определении потерь давления в прямых трубах (∑ζ = 0) используют формулу Дарси — Вейсбаха

Аналогичная формула используется и для расчета труб с местными сопротивлениями

где lп = l + lэ — приведенная длина;
lэ = d/λ ∑ζ — эквивалентная длина, на которой потерн напора по длине равны потерям напора в местных сопротивлениях реального трубопровода; ее величина выражается числами, кратными диаметру трубопровода, т. е. lэ = ad.
Формулу (4.4), получившую название первой водопроводной формулы, можно привести к виду второй водопроводной формулы

hw = 0,0827λtn Vc2/d5.

При определении потерь давления при гидравлическом расчете трубопроводов основными определяемыми величинами являются коэффициенты сопротивлений.