DOI 10.35776/VST.2021.04.08
УДК 628.144:532.542

Орлов В. А., Зоткин С. П.

Исследование изменения коэффициента гидравлического трения материалов напорных труб при различных температурах

Аннотация

Снижение затрат электроэнергии на механическую транспортировку воды по напорным трубопроводам за счет уменьшения гидравлического сопротивления внутренних стенок труб носит актуальный характер. Это обстоятельство предопределяет необходимость проведения соответствующих гидравлических испытаний альтернативных материалов, которые могут быть использованы при проектировании и строительстве трубопроводных систем. Целью исследований является выявление характера изменения величины гидравлического трения в зависимости от температурных условий транспортируемой воды и окружающей среды в определенных диапазонах с последующей возможностью управления процессом транспортировки при минимуме затрат на электроэнергию. Достижение поставленных целей осуществляется путем опытного и расчетно-аналитического подходов к определению динамики изменения гидравлических показателей трубопроводов из различных материалов. Представлен комплексный анализ экспериментальных и расчетных данных, полученных с помощью запатентованных автоматизированных комплексов, по определению коэффициентов гидравлического трения для полиэтиленовой трубы и трубы из непластифицированного поливинилхлорида и динамики изменения этих коэффициентов в зависимости от температуры транспортируемых вод и температурных условий прокладки трубопроводов.

Ключевые слова

напорный трубопровод , гидравлическое сопротивление , затраты электроэнергии , температурные условия , автоматизированный расчет

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Орлов В. А. Бестраншейные технологии и энергосбережение. – М.: Издательство АСВ, 2021. 123 с.
2. Нигматулин Р. И., Моловьев А. А. Основы гидромеханики. – М.: Литера, 2012. 400 с.
3. Орлов В. А., Аверкеев И. А., Коблова Е. В. Гидравлическая составляющая альтернативных материалов труб и защитных покрытий при бестраншейной реновации напорных трубопроводов // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 6. С. 22–26.
4. Александров В. И., Гвоздев О. Б., Карелин А. Э., Морозов А. А. Оценка влияния шероховатости внутренней поверхности гидротранспортных трубопроводов на величину удельных потерь напора // Горное оборудование и электромеханика. 2017. № 3 (130). С. 34–40.
5. Grossmann S., Lohse D. Curvature effects on the velocity profile in turbulent pipe flow // European Physical Journal E. 2017. No. 40. Рp. 16–19.
6. Ильясов Д. Ж., Агиней Р. В. Экспериментальная оценка влияния завихрений потока жидкости на гидравлическое сопротивление трубопровода // Наука и техника в газовой промышленности. 2020. № 1 (81). С. 40–47.
7. Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления. – М.: Недра, 1982. 224 с.
8. Самарин О. Д. Построение универсальной зависимости для потерь давления в трубопроводах // Сантехника, отоп­ление и кондиционирование. 2016. № 1 (169). С. 24–25.
9. Сухарев М. Г., Карасевич А. М., Самойлов Р. В., Тверс­кой И. В. Исследование гидравлического сопротивления полиэтиленовых трубопроводов // Инженерно-физический журнал. 2005. Т. 78. № 2. С. 136–144.
10. Чесноков Ю. Г. Новые формулы для расчета характеристик течения жидкости или газа в трубе круглого поперечного сечения // Инженерно-физический журнал. 2017. Т. 90. № 4. С. 1005–1011.
11. McKeon B. J., Zagarola M. V., Smits A. J. A new friction factor relationship for fully developed pipe flow // Journal Fluid Mechanics. 2005. V. 538. Pp. 429–443.
12. Avci A., Karagoz I. A novel explicit equation for friction factor in smooth and rough pipes // ASME Journal Fluids Engineering. 2009. V. 131. No. 6. 061203.
13. Ghanbari A., Farshad F. F., Reice H. H. Newly developed friction factor correlation for pipe flow and flow assurance // Journal Chemical Engineering and Materials Science. 2011. V. 2. Pр. 83–86.
14. Fang X., Xu Y., Zhou Z. New correlations of single-phase friction factor for turbulent pipe flow and evaluation of existing single-phase friction factor correlations // Nuclear Engineering and Design. 2011. V. 241. Pp. 897–902.
15. Альтшуль А. Д., Калицун В. И., Майрановский Ф. Г., Пальгунов П. П. Примеры расчетов по гидравлике. – М.: Альянс, 2013. 255 с.
16. Yehia A. El Drainy, Khalid M. Saqr, Hossam S. Aly, Mohammad Nazri Mohd. Jaafar. CFD analysis of incompressible turbulent swirling flow through zanker plate // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2009. V. 3. No. 4. Pр. 562–572.
17. Сайриддинов С. Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения. – М.: Издательство АСВ, 2012. 352 с.