Расчет скорости заполняющего трубу потока с учетом гидравлического трения - Гидравлический удар
В реальности для получения заметного гидроудара скорость потока перед его остановкой должна быть достаточно большой, так что при расчете скорости нельзя не учитывать потери от гидравлического трения. К сожалению, расчеты гидравлического трения основаны на эмпирических закономерностях, каждая из которых действует в своем диапазоне скоростей. Поэтому решать такую задачу с учетом всех нюансов наиболее удобно с помощью численных методов. В общем виде ее решение заключается в учете в формуле (14) потерь на гидравлическое трение PT:
A = ((P0 ± PT) / с ± v2 / 2) / x (16).
Как и прежде, знак "±" указывает на векторное сложение внешнего давления, скоростного напора и гидравлического трения. Если движение жидкости направлено от входа трубы -- по действию внешнего давления, -- то внешнее давление стремится ускорить поток, но скоростной напор нейтрализует часть этого давления, а гидравлическое трение тормозит поток. Поэтому трение и скоростной напор следует вычитать. Если же движение жидкости направлено ко входу трубы (стадия отбоя -- отрицательная скорость), остановить ее совместно стремятся все три фактора. Поэтому пока жидкость движется вспять, нужно все суммировать.
Поскольку расчеты гидравлического трения обычно выполняются как расчет потерь напора HT, они переводятся в потери давления через плотность С и ускорение свободного падения G как PT = HT - g - с. Поэтому текущее ускорение с учетом потерь на трение следует рассчитывать по формуле
A = (P0 / с ± HT - g ± v2 / 2) / x (17),
Используя для расчета потерь в Круглой трубе универсальную формулу Вейсбаха-Дарси, получаем
A = (P0 / с ± v2 / 2) / x ± л - v2 / (2 - D) = P0 / (с - x) ± (v2 / 2) - (1 / x + л / D) (18),
Где A -- ускорение жидкости в трубе под воздействием внешнего давления; P0 -- внешнее давление на уровне входа в трубу; С -- удельная плотность жидкости; V -- скорость жидкости в трубе; X -- текущее заполнение трубы, т. е. расстояние от "головы" потока до входа в трубу; Л -- безразмерный коэффициент гидравлического трения; D -- внутренний диаметр трубы; ± -- векторное сложение давления и скоростного напора, определяемое направлениями давления и скорости жидкости: если они совпадают, следует вычитать, а если направлены встречно -- складывать.
Тем не менее, даже рассматривая влияние гидравлического трения лишь с точки зрения качественной оценки, можно сделать важный вывод. Если в начале разгона потока труба частично заполнена жидкостью, после достижения определенной длины заполненного участка, зависящей от внешнего давления и параметров трубы и жидкости, скорость потока перестанет повышаться и начнет снижаться из-за того, что потери напора на трение превысят напор от внешнего давления. Поэтому слишком длинный пробег снизит силу гидроудара.
При заполнении пустой трубы скорость потока из-за трения начнет снижаться сразу с начала заполнения. Однако это не значит, что для получения максимального гидроудара оптимальная длина пустой трубы должна быть как можно меньше: ведь чем меньше длина трубы, тем меньше длительность гидроудара, а следовательно, и его энергия, и его воздействие на стенки этой трубы. В предельном случае при нулевой длине трубы длительность гидроудара также нулевая, поэтому каким бы теоретически мощным он бы ни был, на практике вообще ничего произойти не может -- ведь его энергия будет равна нулю.
Похожие статьи
-
Расчет скорости заполняющего трубу потока для сверхтекучей жидкости - Гидравлический удар
Выяснив, что жидкость ускоряется вне трубы, а внутри нее скорость потока одинакова, можно переходить к расчетам скорости. Сначала рассмотрим внезапное...
-
Расчет ускоряющегося потока - Гидравлический удар
Сила гидравлического удара прямо зависит от скорости, которую успел набрать останавливаемый поток. Достаточно определенно о скорости потока можно сказать...
-
Наиболее интересны два параметра гидроудара -- во-первых, его мощность (либо степень повышения давления) и, во-вторых, длительность стадий сжатия (фазы...
-
Расчет длительности стадий сжатия и расширения в произвольном месте трубы - Гидравлический удар
Картина изменения давления в произвольном месте трубы несколько сложнее, чем показанная на предыдущем рисунке возле заглушки. Изменение давления со...
-
Расчет длительности стадий сжатия и расширения будем проводить в предположении, что длина трубы, а следовательно, и время распространения гидроудара по...
-
Условия отрыва жидкости. Сильные и слабые гидроудары - Гидравлический удар
В фазе разрежения отрыв жидкости от заглушки происходит не всегда. Для этого скорость потока должна быть достаточно высокой, а стенки трубы -- достаточно...
-
(2.35) Воспользовавшись графиком для определения в пункте 2.1.1, находим, что м М < >- спокойное состояние потока Выясняя условие сопряжения бьефов...
-
Расчет выполнен для проектного состояния русла для 3 и 4 струй. Во всех расчетных сечениях для этих струй определяются гидравлические элементы потока:...
-
ОСОБЕННОСТИ ЯВЛЕНИЯ ГИДРОУДАРА, Высокая скорость процесса - Гидравлический удар
Гидроудар в силу своей природы имеет несколько существенных особенностей, о которых нельзя забывать. Высокая скорость процесса Прежде всего, следует...
-
Размер имеет значение - Гидравлический удар
С увеличением размеров трубы сила гидроудара значительно возрастает, причем для одного и того же давления у входа в трубу этот рост обычно круче линейной...
-
Факторы, влияющие на силу гидроудара - Гидравлический удар
Эластичные стенки трубопровода значительно снижают силу гидроудара, достаточно легко увеличивая объем трубы или шланга в месте остановки жидкости. Если...
-
Гашение ударной волны - Гидравлический удар
Поскольку жидкость разгоняется перед входом в трубу, то, когда в результате гидроудара жидкость в трубе остановилась, вынуждена остановиться и уже...
-
Гидравлический расчет циркуляционной системы - Бурение нефтяных и газовых скважин
Целью гидравлических расчетов при промывке скважины в процессе бурения является нахождение оптимального расхода жидкости, обеспечивающего работу забойных...
-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖИМА БУРЕНИЯ - Расчет гидравлической программы проводки скважин
Расчет промывки скважины Выбор расхода бурового раствора Расход рассчитываем по справочнику по промывке скважин. Непрерывная циркуляция бурового раствора...
-
Фазы развития гидроудара - Гидравлический удар
Как же развивается явление гидроудара? Рассмотрим это на самом простом примере -- внезапном заполнении жидкостью пустой трубы постоянного сечения,...
-
Длительность стадии расширения - Гидравлический удар
При слабых гидравлических ударах, когда не выполняется условие (1) и отрыва жидкости от заглушки с образованием области вакуума не возникает,...
-
Где ускоряется жидкость? - Гидравлический удар
Прежде всего следует выяснить, где происходит ускорение жидкости -- в трубе или вне ее? Уравнение непрерывности дает однозначный ответ: внутри трубы...
-
ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ - Расчет гидравлической программы проводки скважин
Практика бурения показывает, что лучшие результаты обычно достигаются при применении комбинированных способов бурения, когда отдельные интервалы бурятся...
-
ОПИСАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА - Гидравлический удар
Более-менее заметно гидравлический удар проявляется только в жестких трубопроводах при большой скорости потока. Он происходит тогда, когда движущаяся с...
-
Расчеты, производимые перед ГРП, Расчет параметров ГРП - Гидравлический разрыв пласта
Расчет параметров ГРП Для каждой из вышеупомянутых скважин проводился первичный расчет темпов закачки и параметров закачиваемой смеси, а также расчет...
-
Расчет параметров закачки производится инженерной службой организации, которая производит гидроразрыв, после получения исходных параметров по скважине от...
-
Повторные циклы - Гидравлический удар
Как уже было сказано выше, после фазы 7 (разрежения) снова следует фаза 1 -- пустая (или разреженная) часть трубы снова заполняется жидкостью под...
-
Проведение ГРП требует применения специальных жидкостей, закачиваемых при больших скоростях и давлениях для создания системы трещин. При кислотном ГРП...
-
При ГРП расчет сводится к определению следующих данных: - основных технологических показателей процесса гидроразрыва пласта; - увеличения...
-
Критической глубиной называется глубина, отвечающая минимуму удельной энергии сечения. Уравнение критического состояния потока , (2.10) Где - ускорение...
-
Транзитный расход воды, подходящей к верхнему сечению данного участка: Qтр = трV (2.11) Для круглой трубы: тр=рd2/4, м2(2.12) Определим скорость движения...
-
Длина комплекта одноступенчатого УБТ определяется из условия: (2.17) Где осевая нагрузка, Н ; вес забойного двигателя; вес погонного метра УБТ, ;...
-
Расчет прогнозной механической скорости бурения Расчет прогнозной скорости бурения вычисляем по формуле VМех = 3,575Ч сМ-0.15 м/ч Где, сМ - объединенный...
-
Водохозяйственный расчет водохранилища - совокупность расчетов по установлению параметров водохранилища и режимов его работы устанавливают путем...
-
Водосбросной канал рекомендуется проектировать трапецеидальной формы. Входную часть канала принимают в виде расширяющейся воронки с порогом на отметке...
-
ВВЕДЕНИЕ - Гидравлический удар
Общая протяженность подземных нефте-, газо - и водопроводов в Российской Федерации составляет около 17 млн км, при этом из-за постоянных интенсивных...
-
Одномерным называется фильтрационный поток жидкости или газа, в котором скорость фильтрации, давление и другие характеристики течения являются функциями...
-
Определение гидравлических потерь в гидролинии - Объемный гидропривод
В этом расчете учитывают потери по длине и на местных сопротивлениях, используя принцип сложения потерь напора Где - коэффициент трения; L - длина...
-
Расчет проточного канала рабочего колеса - Подбор оптимальных режимов работы насосных агрегатов
Рассмотрим расчет колеса центробежного насоса ЦНС. Теоретический расчет. Основные исходные данные: Насос ЦНС 300-600. Подача Q =300 м3/ч=0,083 м3/с ;...
-
Определение диаметра трубопровода - Объемный гидропривод
Значение диаметра трубопровода необходимо для подбора труб гидролинии, выбора гидроаппаратуры к вспомогательного оборудования, рас чета гидравлического...
-
Коэффициент устойчивости Куст определяется для рассматриваемого случая по формуле: Здесь кроме известных обозначений Туд-i иТсдв-i - соответственно...
-
Давление и температура по разрезу скважины - Расчет гидравлической программы проводки скважин
(в графах 5, 11 проставляются условные обозначения источника получения градиентов: РФЗ - расчет по фактическим замерам в скважинах) Таблица 8 - Давление...
-
При изменении уклонов, на входном и выходном участках быстротока, на входной части перепада скорость потока в большинстве случаев превосходит допустимую...
-
Прирост потока денежной наличности (ПДН) представляет собой итог денежных поступлений на расчетный счет предприятия и выплат. Положительное значение ПДН...
-
Расчет водобойного колодца - Дорожные водопроводящие сооружения. Гидравлический расчет
Гашение энергии в водобойном колодце осуществляется затоплением гидравлического прыжка, образующимся в колодце при входе потока с быстротока. Расчет...
Расчет скорости заполняющего трубу потока с учетом гидравлического трения - Гидравлический удар