Учебник для вузов

Отопление

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Во Всесоюзном теплотехническом институте Г. А. Муриным проведено исследование потери давления от трения в стальных трубах. Были испытаны обычные стальные трубы промышленного назначения, т. е. трубы с действительной реальной шероховатостью: новые и бывшие в употреблении различного сортамента с внутренним диаметром от 40 до ИЗ мм.

Трубы имели шероховатость в виде зернистой и оспенной коррозии, налета, окалины, отдулин, продольных борозд, расположенных параллельно оси трубы и по винтовой линии, продольных швов, поперечных круговых борозд, волн. Результаты испытания показали, что в обычных стальных трубах в переходной области (Re=104... 105) сопротивление трения с увеличением числа Рейнольдса постепенно уменьшается.

Г. А. Муриным дано следующее выражение коэффициента трения для гидравлически гладких труб (ламинарный пограничный слой, закрывает абсолютную шероховатость внутренних стенок трубы)

Эта формула объединяет формулы Блазиуса и Никурадзе для гидравлически гладких труб.

Испытаниями ВТИ установлено, что в переходной области от гладких труб к шероховатым коэффициент гидравлического трения X является сложной функцией числа Re и относительной шероховатости

Те же испытания подтверждают правильность формулы Никурадзе для шероховатых труб (пограничный ламинарный слой не закрывает абсолютную шероховатость внутренних стенок);

Для определения относительной шероховатости — замерялась фактическая потеря давления на трение по длине трубы при определенной скорости воды в ней.

Подставляя в формулу значение А найденное из опыта, определяли значение —, а так как диаметр трубы известен, то вычисляли к величину абсолютной шероховатости трубы k.

Для теплопроводов центральных систем отопления, согласно опытным данным, полученным ВТИ, абсолютную шероховатость следует принимать £=0,2 мм.

Данные расчета по этим формулам имеют расхождение с опытными в пределах ±3%.

Эмпирические формулы М. И. Киссина и В. М. Зусмановича позволяют с достаточно большой точностью определить потерю давления от трения. Проведенный ими анализ результатов испытаний ВТИ показал, что течение воды в трубах систем центрального отопления в основном происходит в переходной области от гладких труб к шероховатым.

По приведенным формулам составлены таблицы для гидравлического расчета теплопроводов.

Потеря давления в местных сопротивлениях зависит в основном от геометрической формы препятствий на пути потока жидкости. На величину потери в местных сопротивлениях оказывает влияние также характер распределения скорости в сечении потока при входе его в рассматриваемый элемент теплопровода. Распределение скорости, в свою очередь, зависит от формы других препятствий на пути потока и их расстояния от рассматриваемого элемента сети. Вследствие этого суммарные потери давления от нескольких близко расположенных местных сопротивлений (например, тройника и крана, крана и нагревательного прибора и т. п.), как правило, не равны арифметической сумме этих сопротивлений, определенных порознь. Поэтому сопротивления часто повторяющихся узлов систем отопления, состоящих из нескольких близко расположенных фасонных частей, определяют обычно экспериментальным   путем.   Значения   коэффициентов местных сопротивлений отдельных элементов сети приведены в справочной литературе1.

В ряде источников рекомендуется принимать коэффициент местного сопротивления для тройника на проходе £=1; для тройника на ответвлении £=1,5; для крестовины на проходе £==2

Как показывают теоретические расчеты, приведенные значения коэффициентов местных сопротивлений несколько завышены, однако для облегчения расчетов теплопроводов систем отопления часто пользуются этими данными.

При внезапном сжатии потока и увеличении скорости в сечении происходит потеря давления. Значение относится к большей скорости, т. е. к скорости в сечении /3", величина его зависит от отношения площади после сужения потока /3 к площади до сжатия потока.