Eksperymentalna analiza współczynników oporów lokalnych przy przepływie przez wybrane trójniki systemu rur wielowarstwowych

Experimental analysis of the coefficients of local resistance values for chosen tees from multilayer pipes system
Badane trójniki: a) 20×2/16×2/16×2, b) 25×2,5/25×2,5/20×2
Badane trójniki: a) 20×2/16×2/16×2, b) 25×2,5/25×2,5/20×2
Rys. M. Pobłocki

Badania laboratoryjne wskazują, że rzeczywiste wielkości współczynników oporów badanych kształtek rur wielowarstwowych są większe niż podawane w literaturze i przyjmowane przez projektantów do obliczeń z kart katalogowych. W literaturze przytacza się wartości, powołując na wcześniejsze publikacje dotyczące rur stalowych, gdzie kolanka i kształtki miały określony promień gięcia i ciecz nie zmieniała tak gwałtownie kierunku, jak w przypadku kształtek z rur wielowarstwowych. Z badań wynika również, że wielkość współczynnika jest zmienna i nie należy przyjmować jej jako stałej.

W artykule:

• Wstęp do metodyki wyznaczania strat energii kinetycznej ciśnienia wody w instalacjach wodnych
• Stanowisko badawcze i sposób prowadzenia eksperymentów
• Teoretyczne podstawy wyznaczania współczynnika strat  lokalnych
• Omówienie wyników

Podczas projektowania otwartych instalacji wodnych, w których występuje przepływ płynów, projektanci mają stosunkowo dużą swobodę przy wykonywaniu obliczeń hydraulicznych. W celu sporządzenia dobrego projektu takiej instalacji należy prawidłowo uwzględnić przede wszystkim dwa istotne parametry:

  • Po pierwsze, projektant powinien znać wysokość geometryczną, na jaką wymagane jest podniesienie cieczy
  • Drugą kwestią jest wyznaczenie strat energii, które wystąpią przy danym wydatku na konkretnych odcinkach obliczeniowych.

Straty te przy przesyle medium wyrażane są najczęściej w postaci spadków ciśnienia na długości przewodów. Ich podstawowym źródłem jest siła tarcia występująca na powierzchni kontaktu wody ze ściankami rur oraz zdolność wody do przenoszenia naprężeń stycznych. Innymi słowy, na straty będą wpływały przede wszystkim siły wynikające bezpośrednio z lepkości cieczy oraz wielkość siły tarcia. Jednak ze względu na stopień skomplikowania równań opisujących zachowanie płynu podczas przepływu nie jest możliwe dokładne określenie tych sił. Na szczęście istnieje wiele metod szacowania strat energii. Możliwy jest także ich pomiar na specjalnym stanowisku w warunkach laboratoryjnych. W szeroko pojętej praktyce inżynierskiej stosuje się głównie proste wzory służące oszacowaniu strat.

Czytaj też: Badanie współczynników oporów miejscowych w trójnikach żeliwnych i PVC >>>

W przypadku strat na długości zarówno projektanci, jak i programy do wspomagania projektowania wykorzystują prosty wzór Darcy–Weisbacha. Głównym problemem podczas jego stosowania okazuje się przyjęcie właściwej wielkości współczynnika oporów liniowych.

W zależności od rodzaju ruchu, jaki panuje przy danym wydatku na liczonym odcinku, współczynnik ten będzie zależeć od liczby kryterialnej Reynoldsa lub od chropowatości względnej przewodu.

Powszechnie stosuje się wzory empiryczne, jednak większość z nich wyprowadzana była dla rur stalowych. Pojawia się pytanie, czy mają one również zastosowanie dla obecnie produkowanych rur z tworzyw sztucznych. Jednak nie wszystko można ująć za pomocą współczynnika oporów liniowych. W każdej instalacji stosuje się kształtki, w których pole prędkości płynu jest często dużo bardziej skomplikowane niż w przypadku odcinków prostych.

Przyjęło się stosowanie w takich miejscach współczynników strat miejscowych [1]. Obejmują one wszystkie straty powstałe przy przepływie przez daną kształtkę, włączając w to np. straty wywołane zmianą kierunku przepływu. Straty tego typu można uwzględniać na wiele sposobów. Jednym z nich jest korzystanie z odpowiedniej formuły:

  (1)

gdzie:

ζ – współczynnik oporów lokalnych, –;
V – prędkość średnia za przeszkodą, m/s;
g – przyśpieszenie ziemskie, m/s2.

Decydujące znaczenie dla obliczeń ma przyjęcie właściwego dla danego elementu współczynnika oporów lokalnych. Wartości tego współczynnika podane są w literaturze, a czasami można je znaleźć w katalogach producentów. Większość projektantów bierze je za pewnik, ale przeprowadzone eksperymenty laboratoryjne pokazują (dla przebadanych przypadków) zupełnie inny obraz. Szczególne znaczenie ma to dla nietypowych kształtek, jakimi są trójniki redukcyjne.

Ogólnie rzecz ujmując, brakuje łatwego dostępu do danych przeznaczonych dla tych części instalacji. Ze względu na ich specyfikę, tzn. równocześnie występujący przepływ przez trójnik i redukcję, nie można znaleźć informacji, w jaki sposób je uwzględniać w obliczeniach hydraulicznych. Czy wystarczające jest przyjęcie współczynnika strat dla trójnika, czy może należy zsumować wartości podane dla redukcji i trójnika? Problemy te były inspiracją dla badań, którym poddano dwa trójniki należące do systemu rur wielowarstwowych.

W artykule zaprezentowano jedynie fragment szerszych badań prowadzonych w ramach sformułowanego problemu, ograniczający się do analizy dwóch wariantów przepływu przez wybrane trójniki.

Czytaj też: Badanie współczynników oporów miejscowych w trójnikach żeliwnych i PVC >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[opory lokalne w instalacji,opory lokalne kształtek,projektowanie instalacji wodnych,spadki ciśnienia wody w instalacjach,ciśnienie wody w instalacjach,instalacje wodociągowe]

   27.11.2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak uzyskać do 5000 zł za polecenie instalacji na gaz »

ogrzewanie na gaz


 

Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co osuszy powierznię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Zmiany klimatyczne a ogrzewanie
  • - Rekomendacje dla central basenowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl