Способ определения коэффициента гидравлического сопротивления при меняющемся в процессе эксплуатации живом сечении трубопровода
Сущность изобретения: измеряют расход и удельные потери напора. В трубопроводе создают турбулентный режим движения как в области гидравлического сопротивления функции от шероховатости трубы и критерия Рейнольдса, так и в области гидравлического сопротивления функции от шероховатости трубы. Определяют соотношение расхода и удельных потерь напора для обеих областей. Затем находят расход, для к-poro соблюдается заданное соотношение и коэффициент гидравлического сопротивления функцией от шероховатости трубы. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 15 О 1/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
l O
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4923587/29 (22) 05,02,91 (46) 30.12,92. Бюл, M 48 (71) Опытное производство по изготовлению, ремонту и техническому обслуживанию систем специальных видов трубопроводного транспорта и нестандартного оборудования (72) П.В.Давлианидзе (56) Чугаев P.P. Гидравлика, Л.: Энергоиздат, 1982, с. 672. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ МЕНЯЮЩЕМСЯ В
Изобретение может быть использовано в разных областях гидродинамики и гидравлики.
Известен способ определения коэффициента гидравлического сопротивления il, основанный на предварительном определении числа Рейнольдса Re и относительной эквивалентной шероховатости К,.
Известен также способ определения Л, основанный на предварительном определении диаметра D и эквивалентной шероховатости К» трубопровода.
Известен экспериментальный способ определения коэффициента гидравлического сопротивления, выбранный в качестве прототипа, когорый основан на измерении удельных потерь напора и расхода жидкости 0 для данного трубопровода л g0 1
8 Q2
„„Ы2„„1784751 А1
ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖИВОМ СЕЧЕНИИ ТРУБОПРОВОДА (57) Сущность изобретения: измеряют расход и удельные потери напора. В трубопроводе создают турбулентный режим движения как в области гидравлического сопротивления функции от шероховатости, трубы и критерия Рейнольдса, так и в области гидравлического сопротивления функции от шероховатости трубы. Определяют соотношение расхода и удельных потерь напора для обеих областей, Затем находят расход, для к-рого соблюдается заданное соотношение и коэффициент гидравлического сопротивления функцией от шероховатости трубы. 1 табл.
Недостатком данного способа, при значительных отложениях .в трубопроводе в процессе эксплуатации, является большая д погрешность в определении Л из-за изменения живого сечения трубопровода, по- р пытки же повысить точность определения il наталкиваются на определенные трудности при измерении диаметра (например, вскрытие трубопровода при каждом измерении). (Л
Цель изобретения — повышение точности определения il без непосредственного измерения диаметра трубопровода.
Поставленная цель достигается тем, что в трубопроводе создают турбулентный режимдвижения как в области il= f(Re, К,),так и в области Л = f(K»), при этом с помощью измерений расхода Q и удельных потерь напора определяют соотношение О/4 по отдельности для обеих областей, затем находят расход, для которого соблюдается условие:
1784751
)3 11 (2 а коэффициент гидравлического сопротивления в области Л = 1(К ) определяют из соотношения: ,() Fta) где il -"коэффицйент гидравлического сопротйвления;
Кр — относительная эквивалентная шероховатость трубопровода;, Re — число Рейнольдса;
I1 — удельные потери напора в области
il= f(K) при расходе 01;
12,lз — удельные потери напора в облаСтИ Л = f(Re,Кг) ПрИ раСХОдЕ 02 И 0З СООтВЕтственно.
Способ реализуется следующим образом, Выбирают испытуемый участок трубопровода определенной длины, для определения удельных потерь напора устанавливают датчики разности давления, а для измерения расхода жидкости по направлению течения за исследуемым участком размещают расходомер, В трубопроводе создают турбулентный режим движения в области Л=
=f(Re, Кг) и с помощью расхода 0 и удельных потерь напора определяют соотношение
02/VI2 а потом создают область течения
Л = f(K<), и аналогично определяют 01/VI1. затем экспериментально находят расход
03 (01 > 03 > 02), при котором создается условие:
0з 01 02
В этом случае коэффициент гидравлического сопротивления определяют из соотношения, „(I-) -,,—",,)
Ig ()Тз — 1) 12
Для подтверждения вышеизложенного были проведены исследования на лабораторном стенде, который включал в себя насос, задвижку для регулирования расхода, датчики давления и трубопровод, 8 качестве испытуемых труб. были взяты трубы 2х2,8 ГОСТ 3262-75; 65х4,0 ГОСТ
3262-75; 150х40 ГОСТ 3262-75, бывшие в эксплуатации и со значительными отложениями.
Вышеописанным методом определяли коэффициент гидравлического сопротивления и сравнивали со значениями
9D
8 02 в рЕжимЕ il = f(KI), гдЕ D= Dy, Надо отметить. что предложенное техническое решение после определения itâ
10 области Л = 1(К,) позволяет определить характеризующие параметры трубопроводов со значительными отложениями, в частности внутренний диаметр трубопровода
09 и относительную эквивалентную шероховатость трубопровода
20 K =37 1О 2ф
В таблице приведены результаты определения технического состояния испытуемых труб, Как видно из таблицы, условие D = Оу дает погрешность до 15 при определении коэффициента гидравлического сопротивления и 43% при определении шероховатости трубопровода.
Преимущество предложенного способа по сравнению с прототипом заключается в повышении точности определения Лбез вскрытия трубопровода, Вместе в тем становится возможным контролировать техническое состояние трубопровода, в частности живое сечение трубопровода, шероховатость и толщину отложений в процессе эксплуатации.
Формула изобретения
Способ определения коэффициента гидравлического сопротивления при меняющемся в процессе эксплуатации живом сечении трубопровода путем измерения расхода 0 и удельных потерь напора I, о т . п и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента гидравлического сопротивлений il, без непосредственного измерения диаметра, в трубопроводе создают турбулентный режим движения как в области Л = f(Re, Кг), так и в области Л = 1(К). определяют соотношение О/ Тотдельно для обеих областей, затем находят расход, для которого соблюдается условие
13 ")1 /12 а коэффициент гидравлического сопротив, ления в области Л = 1(К„) определяют из соотношения
1784751
5 где Кг- относительная эквивалентная шероховатость трубопровода;
Редактор
Заказ 4354 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101.1 Тз Q> (З)2 (g2 (1 тз — 1) 2
Re — число Рейнольдса;
I> — удельные потери напора в области
Л = (К ) при расходе 01; ! г, 1з — удельные потери напора в обла5 сти А = f(Re, Кг) при расходе Qz и 0з соответственно.
Составитель Т,Гвинджилия
Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О,Юрковецкая


