Гідравліка: втрати тиску

На схемі 1 (ріс.75.1) кран, встановлений на зливний магістралі, перекритий. Рівень води в трубці становить 5 м, що відповідає 5 м вод. ст. Показання манометра складають 0,5 бар.

На другій схемі (ріс.75.1) кран на зливний магістралі залишається відкритим. При його відкритті вода з бака починає зливатися і рівень води в скляній трубки знижується до 4,5 м. Виходячи з цього ми бачимо, що втрати тиску на ділянці від точки до точки В будуть рівними 5-4,5 = 0,5 м вод . ст. Показання манометра в точці В стануть меншими на величину втрат 0,5-0,45 = 0,05 бар.

З цього можна зробити висновок, що при русі води виникають втрати. Вони обумовлені її в'язкістю і швидкістю. Вони визначаються силою тертя води об внутрішню поверхню труб (оскільки їх стінки мають шорсткість).

Втрати тиску збільшуються разом зі зменшенням внутрішнього діаметру труб, підвищенням довжини труби і швидкості води в трубі.

Через втрати тиску виникають шуми в трубопроводах, відбувається невелике нагрівання води і витрачається більше енергії. Зі збільшенням швидкості води шум стає сильнішою, особливо в місцях, де спостерігається звуження (кранах, вентилях ...). Це може доставляти певні незручності, особливо коли трубопроводи проходять через житлові приміщення.

Тому діаметр трубопроводу необхідно вибирати таким чином, щоб швидкість руху води в ньому не перевищувала допустимих значень. Так для труб діаметром 15 мм, максимальна швидкість рідини становить 0,5 м / с, а для труб з діаметром 80 мм - 1,2 м / с. Така різниця обумовлена ​​тим, що в трубах з діаметром 15 мм периметр поверхні тертя П = 1,5 см х? 5��м, і площа перехідного перетину S1? 2 ��м2, а в трубах з діаметром 80 мм П = 8 см х ?? 25��м і S2? 50 см2 (ріс.75.3). !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Виходить, що в разі переходу труби D1 = 15 мм до труби D2 = 80 мм периметр поверхні тертя збільшується в 5 разів, а площа прохідного перетину в 25 разів. Тому сила тертя в трубі D1 при швидкості потоку 0,5 м / с буде такою ж, як і в трубі D2 при швидкості потоку 1,2 м / с. З цього можна зробити висновок, що зі збільшенням діаметра труби, швидкість потоку в ній буде більше, при рівній величині втрат тиску на тертя.

На практиці діаметри рідинних трубопроводів вибирають таким чином, щоб максимальна витрата потоку в них приводив до втрат в межах 10-20 мм вод. ст. на кожен метр довжини трубопроводу.