Гидравлический расчет поливного полиэтиленового трубопровода системы капельного орошения
Поливной трубопровод с водовыпусками как один из конструктивных элементов системы капельного орошения. Методика определения функции потерь напора при движении жидкости с переменной массой в зависимости от закона изменения средней скорости потока.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.04.2017 |
| Размер файла | 18,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Одним из основных элементов систем капельного орошения являются поливные трубопроводы с водовыпусками. Потери напора в поливном трубопроводе (ПТ) рекомендуется вычислять по формуле Дарси - Вейсбаха (1):
. (1)
При гидравлическом расчете ПТ необходимо учитывать движение жидкости с убывающим по пути расходом. Особенно значительно влияние переменной массы жидкости на потери напора, если поливные трубопроводы превышают длину 50 м.
Поэтому при вычислении потери напора в ПТ будем учитывать скорость жидкости в начале трубопровода. Определим потери напора на участках ПТ по формуле, используя выражение (1):
, (2)
где - коэффициент гидравлического трения на участке, определяемый по скорости в начале ПТ;
- скорость в начале расчетного участка длиной и диаметром , м/с.
Предположим, что движение жидкости с раздачей расхода по пути можно описать в виде закона изменения средней скорости по длине участка трубопровода:
, (3)
где x - расстояние от начала трубопровода до расчетного сечения;
- показатель степени, учитывающий нелинейный характер распределения скорости по длине трубопровода с капельницами.
При =1 получаем линейный закон изменения средней скорости потока по пути трубопровода, то есть равномерную раздачу расхода по пути, что необходимо при режиме капельного орошения культур. Но коэффициент может изменяться от 1 до 0 в зависимости от длины трубопровода. Подставляя (3) в формулу (2), получим:
. (4)
Формула (4) является функцией потерь напора при движении жидкости с переменной массой в зависимости от закона изменения средней скорости потока:
.
поливной капельный трубопровод напор
В зависимость (4) входит параметр , который также зависит от . Проведем анализ коэффициента гидравлического трения в случае движения жидкости в ПТ с капельницами.
Как было ранее установлено Е.В. Кузнецовым, А.А. Федорцом и др., в случае движения жидкости с переменной массой в полиэтиленовых трубопроводах коэффициент зависит от числа Рейнольдса и определяется по эмпирической формуле вида:
, (5)
где А - постоянный коэффициент, учитывает влияние длины и диаметра трубопровода на потери напора;
- число Рейнольдса, учитывает режим движения жидкости.
Проанализируем безразмерный коэффициент . При =1 в трубопроводе может установиться ламинарный режим, тогда А=64. Имеются исследования Я.Т. Ненько, Г.А. Петрова, которые указывают на то, что при небольших скоростях потока устанавливается переходной режим движения жидкости от ламинарного до области "гладких труб". В этом случае коэффициент А принимает любые другие целые значения в зависимости от длины ПТ и числа капельниц на нем. При =0 коэффициент автомоделен относительно числа , и в трубопроводах устанавливается квадратичная область сопротивления. Скорость (3).
Решим уравнение (4), подставив в него формулу (5). После преобразований и дифференцирования получим:
где - кинематическая вязкость жидкости.
Обозначив через:
,
получаем:
. (6)
Далее дифференцируем (6) по dx, получим:
. (7)
Решим дифференциальное уравнение (7). Считаем, что температура жидкости постоянная, следовательно, = const, диаметр трубопровода и скорость в его начале также постоянны:
,
.
0; ,
,
или:
. (8)
Формула (8) служит для вычисления потерь напора в поливных трубопроводах систем капельного орошения. Формулу (8) можно представить в виде:
, (9)
где:
- коэффициент гидравлического трения, учитывающий изменение расхода по пути трубопровода.
Проведем анализ формулы (9). При =1 получаем линейный закон изменения средней скорости потока по пути в трубопроводе. При этом коэффициент гидравлического трения будет определяться формулой:
. (10)
При =0,25 коэффициент гидравлического трения будет вычисляться формулой Блазиуса:
. (11)
При =0,45 коэффициент гидравлического трения принимает вид:
. (12)
Экспериментально учеными установлено, что в полиэтиленовых ПТ систем капельного орошения возрастает с увеличением показателя степени от 0,25 до 0,45 соответственно с 0,612 до 2,111. Здесь также прослеживается определенная гидравлическая закономерность в изменении коэффициентов и .
В результате теоретических исследований можно прийти к выводу о том, что коэффициент гидравлического трения в поливных полиэтиленовых трубопроводах находится для чисел = 2300 40000 по формуле:
, (13)
где и - гидравлические параметры, определяемые опытным путем для каждого конкретного случая.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и сущность потери напора (энергии) в местных гидравлических сопротивлениях. Общая характеристика и анализ течения жидкости в диффузорах и конфузорах, особенности оценки потерь в них. Методика и способы определения потерь в местных сопротивлениях.
реферат [630,9 K], добавлен 18.05.2010Гидравлический расчет приборов для измерения давления в жидкости. Определение силы и центра давления на плоские затворы. Расчет коротких трубопроводов при установившемся движении без учета вязкости жидкости. Истечение из отверстий при переменном напоре.
курсовая работа [613,6 K], добавлен 27.12.2012Гидравлический расчет линии нагнетания водопровода. Сумма коэффициентов местного сопротивления. Критерий Рейнольдса. Определение зависимости падения давления на участке 5 от расхода. Зависимость потери напора от расхода жидкости для подогревателя.
курсовая работа [215,7 K], добавлен 13.02.2016Расчет изменения уровня нефти в резервуарах при перепаде температур. Расчет сил давления, действующих на плоские и криволинейные стенки. Гидравлический расчет трубопроводов. Выбор расположения насосных станций. Безнапорный приток жидкости к скважине.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.04.2011Механические методы воздействия в твердых породах. Проведение оценки давления гидроразрыва пласта. Расчет потерь давления на трение в лифтовой колонне при движении рабочей жидкости. Расчет скорости закачивания рабочей жидкости при проведении ГРП.
курсовая работа [248,2 K], добавлен 11.11.2013Определение максимальных нагрузок и расходов рабочей жидкости. Построение характеристики трубопровода. Определение давления насоса, необходимого для обеспечения функционирования гидроцилиндра. Расчёт гидравлических потерь в магистралях гидросистемы.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.04.2016Характеристика магистрального многониточного трубопровода. Назначение цеховых компрессорных станций. Гидравлический расчет нефтепровода. Определение объема резервуарных парков в системе. Расчет газопровода линейного участка КС Нюксеницкая – КС Юбилейная.
курсовая работа [953,5 K], добавлен 08.04.2015Задачи, решаемые индикаторными методами исследований. Индикаторы для жидкости. Определение скорости и направления фильтрационного потока. Исследование фильтрационного потока способом наблюдения за изменением содержания индикатора на забое скважины.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 24.06.2011Распределение давления в газовой части. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Графики зависимости дебита скважины и затрубного давления от проницаемости внутренней кольцевой зоны. Формула Дюпюи для установившейся фильтрации в однородном пласте.
курсовая работа [398,4 K], добавлен 10.01.2015Выбор схемы водоснабжения, трассировка водопроводной сети. Особенности гидравлического расчёта и составления схемы сети. Расчёт магистрали трубопровода, сложного ответвления, высоты водонапорной башни, равномерного распределения воды к потребителю.
курсовая работа [469,5 K], добавлен 29.05.2015Исследование системы сбора и сепарации нефти до и после реконструкции месторождения. Способы добычи нефти и условия эксплуатации нефтяного месторождения. Гидравлический расчет трубопроводов. Определение затрат на капитальный ремонт нефтяных скважин.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.04.2015Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода. Расчёт подачи свежего воздуха для разжижения вредных газов от взрывных работ при комбинированном способе проветривания. Необходимая производительность вентиляторов для всасывающего трубопровода.
контрольная работа [259,5 K], добавлен 04.12.2010Проверочный расчет расхода промывочной жидкости в ранее пробуренных скважинах при отработке долот. Разделение интервала отработки долот на участке пород одинаковой буримости. Проектирование бурильной колонны. Гидравлический расчет циркуляционной системы.
курсовая работа [517,5 K], добавлен 19.02.2012Расчёт фильтрационных параметров при движении нефти в трещиноватых породах. Границы приёмистости линейного закона фильтрации. Анализ течения несжимаемой жидкости в деформируемом пласте. Методика исследования коллекторских свойств трещиноватых пластов.
курсовая работа [417,5 K], добавлен 08.04.2013Сущность метода гидравлического разрыва пласта, заключаемого в нагнетании в проницаемый пласт жидкости при высоком давлении. Сопротивление горных пород на разрыв. Применяемые для ГРП жидкости. Определения ширины и объема вертикальной трещины пласта.
презентация [1,0 M], добавлен 29.08.2015Разработка и проектирование системы водоснабжения внутренних сетей. Определение расчетных расходов воды. Расчет внутренней канализации жилого дома, скорости движения сточной жидкости и наполнение для гидравлического расчета канализационных трубопроводов.
реферат [321,7 K], добавлен 18.07.2011Анализ существующей технологии, механизации и организации производства на каpьеpе "Рыбрецкое". Расчет затрат при проектируемой технологии ведения горных работ. Мероприятия по замене экскаваторного парка - электрического экскаватора на гидравлический.
курсовая работа [120,0 K], добавлен 25.05.2012Расход потока грунтовых вод при установившемся движении в однородных пластах. Фильтрационный поток между скважинами при переменной мощности водоносных слоев фильтрация воды через однородную прямоугольную перемычку. Приток воды в строительные котлованы.
курсовая работа [43,7 K], добавлен 09.10.2014Анализ используемых на данном месторождении буровых растворов, требования к ним. Обоснование выбора промывочной жидкости по интервалам. Гидравлический расчет промывки скважин в режиме вскрытия продуктивного пласта. Управление свойствами растворов.
курсовая работа [294,2 K], добавлен 07.10.2015Техническая характеристика комбайна 1ГШ68Е, расчет параметров его работы. Определение производительности комплекса. Выбор механизированного комплекса: конвейер скребковый СП87ПМ, насосная станция СНТ32, система орошения в комбайновых лавах ТКО-СО.
курсовая работа [76,5 K], добавлен 30.11.2014
