Гидравлический расчет
трубопроводов онлайн
Гидравлический расчет трубопроводов является важной частью проектирования систем. Он позволяет определить динамический характер движения жидкости, диаметр сечения трубопровода, мощность и подачу насоса, а так же потери давления в системе. Гидродинамический расчет потока несжимаемой жидкости сводится к решению уравнения Бернулли для двух последовательных сечений:
ρgh1 + P1 + α1×w12ρ / 2 = ρgh2 + P2 + α2×w22ρ / 2 + ΔPпот., где:
- h1, h2 - высота начальной и конечной точки трубопровода;
- w1, w2 - скорости потока в начальной и конечной точки трубопровода;
- P1, P2 - гидростатические давления;
- α1, α2 - коэффициенты Кориолиса, учитывающие неравномерность распределения скоростей по сечению;
- ΔPпот. - потери давления на преодоление сопротивления.
Представленный в этом разделе гидравлический онлайн расчет позволяет вычислить характеристики потока несжимаемой жидкости, а так же потока сжимаемой жидкости или газа высокого давления. Оба расчета выполняются для неразветвленного трубопровода.
При решении подобных задач методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS крайне важно, чтобы размер ячеек сетки в пристеночном слое трубопровода не превышал определенных значений в радиальном направлении. Алгоритмы в данном разделе рассчитывают минимальный рекомендованный разработчиками размер первой ячейки при значении пристеночной функции Y+ = 30. В общем случае, значение пристеночной функции должно лежать в пределах 30 < Y+ < 300.
- Число Рейнольдса:
Re = W×D×ρ / μ; - Толщина ламинарного подслоя вдоль внутренней поверхности трубы:
δ = 68,4×Re-0.875×D / 2 - Коэффициент трения в зависимости от величины шероховатости Δ внутренней поверхности трубы:
λ = 0,316×Re -0.25 при δ > Δ
λ = 0,11(Δ / D + 68 / Re) 0.25 при δ < Δ - Потеря давления на прямых участках:
ΔP = λ×(L / D)×(W2ρ / 2) - Потеря давления на местных сопротивлениях:
ΔP = ΣKi×(W2ρ / 2)