Определяне хидравличните загуби на прости тръбни системи

Определянето на хидравличните загуби на прости тръбни системи е свързано с извършване на повтарящи се изчисления. Процесът на изчисляване може значително да се облекчи, ако се създаде алгоритъм и програма за РС.

Целта на упражнението е да се създаде алгоритъм и програма за определяне на хидравличните съпротивления и се приложи за конкретна схема, илюстрираща прости тръбни системи.

II. Теоретична постановка

Простите тръбни системи са без разклонения на тръбопровода и съединяват два резервоара с разлика в нивата Н и с различни или еднакви налягания на входа и изхода.

Нека системата (фиг. 1), която разглеждаме да се състои от N линейни участъци с дължини l_i и диаметри d_i и максимален брой М местни съпротивления на определен линеен участък. При разлика на нивата между двата резервоара Н и съответни налягания на свободната повърхност р₁ и р₂, уравнението на Бернули за установено течение може да се запише във вида:
(1)
където: _i - е коефициент на линейно съпротивление в i-я участък;

_ij - коефициентът на местно съпротивление в i-я участък, j - по ред.

Ако в уравнението на Бернули р₂ прехвърлим отляво на равенството и изразим средната скорост чрез дебита, уравнението (1) придобива вида:
(2)
Предварително е необходимо да изчислим стойностите на коефициентите на местни съпротивления (_ij), като ползваме формули, диаграми и графики от наличните учебници и ръководства. Стойностите на коефициента на линейни съпротивления _i за различните режими на течение и видове тръбопроводи се определят по зависимости, приложими в определени граници на числото на Re и в зависимост от съотношението на вискозния подслой и височината на грапавините на тръбопровода. Може да се ползва алгоритъма за определяне на _i (фиг. 2).
III. Описание на алгоритъма за решение

Известни величини:

1. Линейните размери l_i, d_i - задават се съгласно индивидуалната схема;

2. Входното и изходно налягане на резервоарите – съгласно схемата;

3. Вид на флуида и температурен режим – за всяка схема се отчитат съгласно температурата на работния флуид;

4. Материал на тръбите и експлоатационното им състояние – отчитат се грапавините, които определят вида на обтекаемата повърхност.
IV. Работа с програмата

На базата на схемата на задачата (фиг. 1) всеки студент получава самостоятелно задание от схемите, дадени като различни варианти.

Необходимо е в режим на някой от редакторите на DOS, например EDIT да наберете входните данни за вашия конкретен пример. Давате име на вашия файл от входни данни, съдържащ инициалите от вашите имена и номера на варианта, например VK64 и след това набирате данните в следната последователност в редакторски режим - Edit vk64:

_{11 –} първото местно съпротивление на първия линеен участък

₁₂ - второто местно съпротивление на първия линеен участък

₂₁ - първото местно съпротивление на втория линеен участък

₂₂ - второто местно съпротивление на втория линеен участък

При липса на стойности се записва нула. Броят на местните съпротивления, нанесени в колона трябва да съответстват на произведението от N и M – брой на линейните участъци и максимален брой местни съпротивления на определен линеен участък.

0.0084,0.000000526,986.14

120000.0,110000.0

20.0,0.02,0.0002

60.0,0.12,0.0002

80.0,0.07,0.0002

120.0,0.07,0.0002

11.0,0.17,0.0002

12.0,0.08,0.0002

122.0,0.08,0.0002

0.25

0.0

0.0

0.52

0.0

1.9

0.277

1.0
Следва командата копиране на файла от входни данни във файла с име IN.DAT

Следва изпълнение на програмата с име PTS.

Резултатът от решението се намира в изходния файл с име: ENIT.DAT

Re(I)= .1017171E+07

V(I)= .2675159E+02 m/s

AKA(I)= .2000000E-03 m

DELTA (I) = .8690207E-05 m

DELTA(I)/AKA(I)= .04345

TECHENIETO e V XIDRAVLICHESKI GRAPAVA OBLAST

koef. na lin. saprotiwlenie LANDA(I)= .037881

Re(I)= .1695285E+06

V(I)= .7430998E+00 m/s

AKA(I)= .2000000E-03 m

DELTA (I) = .2245818E-03 m

DELTA(I)/AKA(I)= 1.12291

TECHENIETO e V PREXODNATA OBLAST

koef. na lin. saprotiwlenie LANDA(I)= .023457

Re(I)= .2906202E+06

V(I)= .2183803E+01 m/s

AKA(I)= .2000000E-03 m

DELTA (I) = .8443328E-04 m

DELTA(I)/AKA(I)= .42217

TECHENIETO e V PREXODNATA OBLAST

koef. na lin. saprotiwlenie LANDA(I)= .025937

Re(I)= .2906202E+06

V(I)= .2183803E+01 m/s

AKA(I)= .2000000E-03 m

DELTA (I) = .8443328E-04 m

DELTA(I)/AKA(I)= .42217

TECHENIETO e V PREXODNATA OBLAST

koef. na lin. saprotiwlenie LANDA(I)= .025937

Re(I)= .1196671E+06

V(I)= .3702642E+00 m/s

AKA(I)= .2000000E-03 m

DELTA (I) = .4225961E-03 m

DELTA(I)/AKA(I)= 2.11298

TECHENIETO e V PREXODNATA OBLAST

koef. na lin. saprotiwlenie LANDA(I)= .022481

Re(I)= .2542927E+06

V(I)= .1671974E+01 m/s

AKA(I)= .2000000E-03 m

DELTA (I) = .1075893E-03 m

DELTA(I)/AKA(I)= .53795

TECHENIETO e V PREXODNATA OBLAST

koef. na lin. saprotiwlenie LANDA(I)= .025230

Re(I)= .2542927E+06

V(I)= .1671974E+01 m/s

AKA(I)= .2000000E-03 m

DELTA (I) = .1075893E-03 m

DELTA(I)/AKA(I)= .53795

TECHENIETO e V PREXODNATA OBLAST

koef. na lin. saprotiwlenie LANDA(I)= .025230

VISOCHINATA H= .141E+04 m