Примеры расчетов потерь давления

Оцениваем потери давления при выборе насоса

От источника питания исходит напряжение U, которое обеспечивает электрическую цепь энергией. Для гидравлического контура, ту же функцию выполняет напор насоса Н. Сопротивления R1 и R2 не позволяют свободно проходить электронам в цепи, подобно коэффициентам сопротивления Z1 и Z2, которые не позволяют свободно продвигаться молекулам воды.

В тех и других случаях сопротивления имеют последовательное соединение. Это значит, что их полное сопротивление будет равно их сумме R1+R2. Аналогично обстоят дела и с коэффициентом гидравлического сопротивления, для определения которого необходимо будет суммировать Z1 и Z2.

Произведя замеры на клеммах каждого электрического сопротивления, можно проследить за падением напряжения на данном сопротивлении ΔV. Подобным методом можно проследить и за падением давления ΔР, для измерения которого необходимо установить манометры на входе и выходе каждого гидравлического сопротивления.

В каждой точке электрической цепи сила тока l будет одинаковой. В свою очередь расход жидкости Qv в каждой точке гидравлического контура совпадет.

При увеличении сила тока l будет наблюдаться падение напряжения на каждом электрическом сопротивлении. Из этого вытекает закон Ома: U=RxI. Таким образом, для первого сопротивления падение напряжения будет равно: ΔV1=R1xI.

В свою очередь, при увеличении расхода жидкости Qv будет наблюдаться снижение давления на гидравлическом сопротивлении. Теперь попробуем связать между собой расход, падение давления и коэффициент гидравлического сопротивления.

Известно, что увеличение расхода, приводит к увеличению потерь в гидравлическом контуре. Потери давления прямо пропорциональны квадрату расхода жидкости. При увеличении расхода в 2 раза, потери давления повышаются в 4 раза.

Согласно схеме рис.94.2 видно, что при расходе Qv=3м3/ч сопротивления создадут потери давления ΔР1=1,8-1,6=0,2 бара. Если же мы удвоим расход, то потери давления, соответственно, увеличатся в 4 раза: ΔР2=1,8-1=0,8 бар.

Исходя из этого, можно вывести закон: ΔР= Z х Qv2

Теперь попробуем применять этот закон на практике, вначале рассчитав коэффициент Z1 согласно измерениям, отображенным на схеме рис.94.2 (ΔР1=0,2 бара, а Qv1=3 м3/ч).

Z1= ΔР1/ Qv12=0,2/32=0,022

Поскольку коэффициент гидравлического сопротивления нам уже известен, определим потери давления с учетом расхода равным 6 м3/ч:

ΔР2= Z1х Qv22=0,022х62=0,8 бар

Рассчитаем потери давления при следующих значениях расхода:

• для 4 м3/ч ΔР= Z1 х Qv2=0.022х42=0,35 бар;
• для 5 м3/ч ΔР= Z1 х Qv2=0,022х52=0,55 бар.

В нашем случае производитель испарителя предоставляет график (рис.94.3).

При наличии данной кривой, которая связывает потери давления с расходом на испарителе, для определения расхода жидкости необходимо будет измерить только перепад давлений?Р. Данный способ является очень эффективным, поскольку испаритель практически не подвержен загрязнению. При наличии данной кривой мы можем определить расход с высокой точностью.

Допустим, в результате наших измерений мы построили кривую рис.94.4, определили потери давления ΔРисп=0.2 бара и на кривой, построенной для модели испарителя kotz-03, установили, что расход равен 3 м3/ч.

Следует быть внимательными, и использовать только ту кривую, которая соответствует вашей модели испарителя. К примеру, для модели kotz-01 расход составит 1 м3/ч, а для модели kotz-02 – 2 м3/ч.

Предположим, что вам встретился график рис.94.5, на котором изображена прямая, а не кривая. Возможно, на первый взгляд на скажешь, но в данном случае речь идет об одном и том же испарителе. Присмотревшись к осям координат, мы увидим, что отмеченные на них отрезки неодинаковы и имеют разные величины. Перед собой мы видим логарифмическую шкалу, превращающую кривую в обычную прямую. По такой шкале проще определять значения,точность которых выше, особенно, при незначительных потерях давления.

Также необходимо обращать внимание на единицы измерения давления: бары, килопаскали или метры водяного столба. Так 2 м вод. ст=20 кпа=0,2 бар (рис.94.5). Следует также не забывать, что если гидравлический контур рассчитан на определенное значение расхода жидкости, не следует его превышать, поскольку возникнут серьезные проблемы.

Параллельная установка батарей воздухоохладителей

Предположим, что наша установка (рис.94.16) состоит непосредственно из холодильной машины и нескольких батарей воздухоохладителей (различных по конструкции и размерам) с уравнительными вентилями.

Рассчитывая гидравлическое сопротивление сети, не следует суммировать гидравлическое сопротивление каждой батареи отдельно.