62013

Hydrauliczne podstawy projektowania rurociągów.

Cechą przewodów pracujących pod ciśnieniem jest całkowite ograniczenie pr zekroju poprzecznego przez ściankę boczną. Izoluje ona znajdujące się wewnątrz medium od otoczenia, ograniczając lub uniemożliwiając ruchy w kierunkach poziomych i pionowych, powodując, że dominuje tu ruch wzdłuż osi przewodu. Dragą ceclią jest całkowite wypełnienie wnętrza przewodu płynem, w sposób zapewniający powstanie na całym obwodzie przekroju przewodu pewnego ciśnienia, w^fywierającego od środka silę napont na jego ściankę W przypadku gazów ten warunek jest zawsze spełniony. W przypadku cieczy nie zawsze Może ona zajmować tylko część dostępnego obszaru (swobodna powierzchnia, rozważa się jak kanały otwarte, przepływ grawitacyjny), może też zajmować całe pole przekroju poprzecznego, lecz nie wywierać napont na ścianki przewodu (przepływ gr awitacyjny). Przepływy w przewodach zamkniętych odpowiadają w pełni modelowi strumienia podłużnego. Podstawowymi zmiennymi opisującymi tę kategorię mchu są:

•    prędkość średnia v(x,t),

•    ciśnienie p(x,t),

•    pole powierzchni przekroju poprzecznego S(x.t),

•    wydatek Q(x,t).

Jeśli chodzi o geometryczną charakterystykę przewodu, to jest ona określona przez konkretny kształt jego przekroju poprzecznego. W praktyce najczęściej stosuje się przewody o przekroju kołowym Charakterystycznym par ametrem jest więc średnica d lub promień r=d/2. Przekroje o innych kształtach spotyka się rzadko toteż stosowane w praktyce procedury obliczeniowe dostosowane są do przekrojów kołowych. Dla innych kształtów wykorzystuje się te same relacje, lecz średnicę zastępuje się promieniem hydraulicznym. Kolejny wskaźnik, który ma charakter geometryczny, lecz wpływa na dynamikę przepływu jest szorstkość. Miarę tego wskaźnika stanowi szor stkość bezwzględna k,. Dla przewodów o różnych rozmiarach szorstkość bezwzględna będzie miała różny wpływ na dynamikę ruchu płynu, stosuje się więc szorstkość względną £„=kyd Składowe poprzeczne prędkości pomijamy. Prędkość rzeczywistą można zastąpić prędkością średnią. Profil prędkości zorientowany w jedną stronę (rozkład 1/8 do rozkładu liniowego) Stosuje się równania ntchu ustalonego. Ciężko uwzględnić zmienność w czasie, nie da się z równań różniczkowych obliczyć geometrii Stosuje się więc modele ustalone; równanie ruchu przechodzi w równanie Bernottlliego z uwzględnionymi stratami energii Pojawia się problem: marny więcej ttiewiadomych niż równań, trzeba więc przyjąć niektóre zrnietme. Dalej coś o równaniu Bemoullrego