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