Проблема гідравлічного розрахунку напірних розподільних трубопроводів

Autor: Cherniuk, Volodymyr
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 7 (114) (2021): Applied mechanics; 93-103
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 7 (114) (2021): Прикладная механика; 93-103
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 7 (114) (2021): Прикладна механіка; 93-103
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: Most production technologies require a uniform flow path of liquid from pressure distribution pipelines. To achieve this goal, it is proposed to introduce polymer additives into the liquid flow or to use converging distribution pipelines with a continuous longitudinal slot in the wall. To reduce the uneven operation of the distribution pipeline during discrete liquid dispensing, it is proposed to use cylindrical output rotary nozzles with a lateral orthogonal entry of the jet into the nozzle. The problem is the lack of methods for accurate hydraulic calculation of the operation of distribution pipelines. Adequate calculation methods are based on differential equations. Finding the exact solution of the differential equation of fluid motion with variable path flow rate for perforated distribution pipelines is urgent, because it still does not exist. The available calculation methods take into account only the right angles of separation of the jets from the flow in the distribution pipeline. These methods are based on the assumption that the coefficient of hydraulic friction and the coefficient of resistance of the outlets are constant along the flow. A calculation method is proposed that takes into account the change in the values of these resistance coefficients along the distribution pipeline. The kinematic and physical characteristics of the flow outside the distribution pipeline are also taken into account. The accuracy of calculating the value of the flow rate of water distributed from the distribution pipeline has been experimentally verified. The error in calculating the water consumption by the method assuming that the values of the resistance coefficients are unchanged along the distribution pipeline reaches 18.75 %. According to the proposed calculation method, this error does not exceed 6.25 %. However, both methods are suitable for the design of pressure distribution pipelines, provided that the jet separation angles are straight. Taking into account the change from 90° to 360° of the angle of separation of the jets from the flow in the distribution pipeline will expand the scope and accuracy of calculation methods.
Большинство производственных технологий нуждаются в равномерной путевой раздаче жидкости из напорных распределительных трубопроводов. Для достижения этой цели предложено вводить в поток жидкости полимерные добавки или применять конфузорные распределительные трубопроводы с непрерывной продольной щелью в стенке. Для уменьшения неравномерности работы распределительного трубопровода при дискретной раздаче жидкости предложено применять цилиндрические выходные поворотные насадки с боковым ортогональным входом струи в насадку. Проблема в отсутствии методов точного гидравлического расчета работы распределительных трубопроводов. Адекватные методы расчета основываются на дифференциальных уравнениях. Актуальным является нахождение точного решения дифференциального уравнения движения жидкости с переменным путевым расходом для дырчатых распределительных трубопроводов, потому что до сих пор его не существует. Имеющиеся методы расчета учитывают только прямые углы отсоединения струй от потока в распределительном трубопроводе. Эти методы основаны на предположениях, что коэффициент гидравлического трения и коэффициент сопротивления выходных отверстий неизменны вдоль потока. Предложен метод расчета, учитывающий изменение значений этих коэффициентов сопротивления вдоль распределительного трубопровода. Также учтены кинематические и физические характеристики потока, омывающего распределительный трубопровод снаружи. Экспериментально проверена точность расчета значения расхода воды, раздаваемого из распределительного трубопровода. Погрешность вычислений расхода воды методом, допускающим, что значения коэффициентов сопротивления неизменны вдоль распределительного трубопровода, достигает 18,75 %. По предложенному методу расчета эта погрешность не превышает 6.25%. Однако оба метода пригодны для расчета напорных распределительных трубопроводов при условии, что углы отсоединения струй прямые. Учет изменения от 90° до 360° угла отсоединения струй от потока в распределительном трубопроводе расширит границы применения и точность расчетных методов
Більшість виробничих технологій потребують рівномірної шляхової роздачі рідини з напірних розподільних трубопроводів. Для досягнення цієї мети запропоновано уводити у потік рідини полімерні додатки або виготовляти конфузорні розподільні трубопроводи з неперервною поздовжньою щілиною у стінці. Для зменшення нерівномірності роботи розподільного трубопроводу при дискретній роздачі рідини запропоновано застосовувати циліндричні поворотні вихідні насадки з бічним ортогональним входом струменя у насадку. Проблемою є відсутність методів точного гідравлічного розрахунку роботи розподільних трубопроводів. Адекватні методи розрахунку ґрунтується на диференціальних рівняннях. Актуальним є знаходження точного розв’язання диференціального рівняння руху рідини зі змінною шляховою витратою для дірчастих розподільних трубопроводів, бо досі його не існує. Наявні методи розрахунку ураховують тільки прямі кути від’єднання струменів від потоку у розподільному трубопроводі. Ці методи засновано на допущеннях, що коефіцієнт гідравлічного тертя та коефіцієнт опору вихідних отворів незмінні уздовж потоку. Запропоновано метод розрахунку, який ураховує змінювання значень цих коефіцієнтів опору уздовж розподільного трубопроводу. Також ураховано кінематичні та фізичні характеристики потоку, котрий омиває розподільний трубопровід зовні. Експериментально перевірено точність розрахунків значення витрат води, котра роздається з розподільного трубопроводу. Похибка обчислень витрат води методом, який допускає, що значення коефіцієнтів опору незмінні уздовж розподільного трубопроводу, сягає 18,75%. За запропонованим методом розрахунку ця похибка не перевищує 6.25%. Однак, обидва методи придатні для розрахунку напірних розподільних трубопроводів за умови, що кути від’єднання струменів прямі. Урахування змінювання від 90° до 360° кута від’єднання струменів від потоку у розподільному трубопроводі розширить границі застосування та точність розрахункових методів
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: