Επιλογή υλικών σωλήνων

Συνήθη υλικά κατασκευής αγωγών μεταφοράς ρευστών

Αντιπροσωπευτικές τιμές ταχυτήτων

Μέση τραχύτητα σωλήνων εμπορίου

Υλικά σωλήνων ύδρευσης -1

Υλικά σωλήνων ύδρευσης -2

Υλικά σωλήνων ύδρευσης -3

Υλικά σωλήνων ύδρευσης -4

Τοπικές απώλειες - γενικάΤοπικές απώλειες ενέργειας εμφανίζονται όπου υπάρχουν οποιουδήποτε είδους εμπόδια στη ροή, όπως καμπύλα τμήματα, στροφές, στενώσεις, βαλβίδες, πλατύνσεις, διαφράγματα, είσοδοι και έξοδοι από δεξαμενή κλπ.

Παράδειγμα απωλειών σε βάννα, είσοδο και έξοδο

Απώλειες ενέργειας που δίνεται σε τουρμπίνα

Μανομετρικό ύψος αντλίας

Τοπικές απώλειες - γενικά• Οι τοπικές απώλειες δίνονται από• Όπου U η μέση ταχύτητα στο

σημείο• Και Κ συντελεστής με

διαφορετική τιμή σε κάθε περίπτωση

• Υπενθυμίζεται ο τύπος των Darcy-Weisbach για τις γραμμικές απώλειες, για την ομοιότητα:

gUKh

2

2⋅=∆

gU

Dlfh

2

2⋅⋅=∆

Τιμές του Κγια διάφορες

συνθήκες(“The civil

engineering Handbook,

Fundamentals of Hydraulics”.

Purdue University)

• Είσοδος από δεξαμενή σε αγωγό μέσω στομίου:

• Μήκος εισόδου = μέχρι την τελική μορφή της κατανομής της ταχύτητας

• Le/D=0.03 γενικά, εμπειρικοί κανόνες• Μεταβλητό για τυρβώδη ροή

ΤΟΠΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ – ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΕΙΣΟΔΟΥ

ΤΟΠΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ – ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΕΙΣΟΔΟΥ

1 2 3

Περιοχή Αναπτυσσόμενης

Ροής

Developing Flow Region

Περιοχή Αναπτυγμένης

Ροής

Developed Flow Region

Προφίλ Ταχύτητας στη θέση εισόδου του

ρευστού στον αγωγό1

Προφίλ Ταχύτητας στην αναπτυσσόμενη περιοχή

της ροής στον αγωγό2

Προφίλ Ταχύτητας στην αναπτυγμένη περιοχή της

ροής στον αγωγό3

Στην αναπτυσσόμενη περιοχή της ροής εμφανίζονται οι διατμητικές τάσεις εξαιτίας της παρουσίας του τοιχώματος του αγωγού που επιβραδύνουν το ρευστό κοντά στο τοίχωμα.

Συνεπώς, δημιουργείται βάθμωση της ταχύτητας κάθετα προς τη διεύθυνση της ροής

με ταυτόχρονη αύξηση της ταχύτητας στην κεντρική περιοχή (εξίσωση συνέχειας). Η

επίδραση του τοιχώματος στη ροή (μεταφορά ορμής) δεν συντελείται ακαριαία αλλά απαιτεί ένα χρονικό διάστημα μέχρι να εξαπλωθεί ως τον άξονα του αγωγού ορίζοντας τη περιοχή

της αναπτυσσόμενης ροής. Από εκείνο το σημείο και μετά ομιλούμε για πλήρως αναπτυγμένη ροή όπου το προφίλ της

ταχύτητας παραμένει αμετάβλητο.

Μήκος εισόδου Le

entrance length

61

Re4.4≈DLe

Στρωτή ροή Τυρβώδης ροή

Re058.0=DLe

D

Οριακό στρώμα

Επειδή μικρές αλλαγές στη γεωμετρία, τροποποιούν τη ροή ...

... οι συντελεστές απωλειών δεν είναι απόλυτοι.

Σε γενικές γραμμές, μικρές κατασκευαστικές λεπτομέρειες επιφέρουν σημαντικές αλλαγές στον συντελεστή απωλειών, όταν αλλάζουν σημαντικά την μορφή τβν γραμμών ροής:

Μεγάλες αλλαγές στις γραμμές ροής και στο Κ

μικρές αλλαγές στις γραμμές ροής και στο Κ

ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΣΤΟΜΙΑ ΕΙΣΟΔΟΥ ΣΕ ΚΑΙ ΕΞΟΔΟΥ ΑΠΟ ΑΓΩΓΟ

ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΑΠΟΤΟΜΗ ΔΙΑΣΤΟΛΗ-ΣΥΣΤΟΛΗ

Απότομη Διαστολή

Απότομη Συστολή

−=

=

1

2

22,

,

142.0

2

AAK

gV

Kh άfµ

ρ τ η µ αε ξ

2

2

1

21,

,

1

2

−=

=

AAK

gV

Kh άfµ

ρ τ η µ αε ξ

ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΒΑΘΜΙΑΙΑ ΔΙΕΥΡΥΝΣΗ ΑΓΩΓΟΥ (ΔΙΑΧΥΤΕΣ ΡΟΗΣ)-

ΒΑΘΜΙΑΙΑ ΣΥΣΤΟΛΗ ΑΓΩΓΟΥ (ΑΚΡΟΦΥΣΙΑ)

gV

Kh άf 2

21,

,µ

ρ τ η µ αε ξ =

gV

Kh άf 2

22,

,µ

ρ τ η µ αε ξ =

Αιτία των απωλειών σε στροφή αγωγού

ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΚΑΜΠΥΛΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΑΓΩΓΩΝ

gV

Kdlfh άf 2

2

,µ

ρ τ η µ αε ξ

+=

θπ180Rl =

= μήκος καμπύλου τμήματος

= γωνία αλλαγής διεύθυνσης

lθ

ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΟΥ ΤΥΠΟΥ ΒΑΛΒΙΔΕΣ

Ειδικές συσκευές με τοπικές απώλειες

Ειδικές συσκευές με τοπικές απώλειες

Τοπικές απώλειες

• Συντελεστές αναλυτικά για περίπλοκες περιπτώσεις, βλέπε σημειώσεις – κατασκευστή.

Άσκηση γραμμικών απωλειών 1

Άσκηση γραμμικών απωλειών 2

Άσκηση Bernoulli