Идельчик - Справочник по гидравлическим сопротивлениям

ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ

Третье издание справочника дополнено наиболее важными результатами исследований последних лет. Уточнены и изменены также некоторые материалы справочника.

Справочник составлен на основе обработки, систематизации и классификации результатов большого числа исследований, опубликован­ных в разное время. Существенная часть материалов справочника получена в результате исследований, проведенных автором.

Результаты исследований (точность изготовления моделей, фасонных частей трубопроводов, точность измерений и т. п.), проведенных различными специалистами, могли получиться различающимися между собой.

Такая возможность могла возникнуть еще и потому, что на большинство местных гидравлических сопротивлений влияет не только режим течения, но и «предыстория»

потока (условия подвода его к данному участку, профиль скорости и степень турбулентности на входе и т. п.), а в некоторых случаях и последующая «история» потока

(отвод потока от участка). Все эти условия у разных исследователей могли также оказаться не совсем совпадающими.

Во многих сложных элементах трубопроводных сетей наблюдается большая неустойчивость потока, связанная с периодичностью отрыва его от стенок, периодическим изменением места и величины зоны отрыва и вихреобразования, что приводит к различным значениям гидравлических сопротивлений.

Перед автором стояла трудная задача: при подборе достаточно разнородного материала по гидравлическим сопротивлениям выявить и отбросить сомнительные результаты опы­тов; разобраться, в каких случаях большое различие в значениях коэффициентов сопро­тивления данных участков является законо­мерным, соответствующим существу явлений при протекании потока через них, а в каких эти различия незакономерны; отобрать наиболее достоверные данные и найти удачную форму представления материала с тем, чтобы сделать его доступным и понятным инженерно-техническим работникам.

Конфигурация участков и препятствий трубопроводных сетей, их геометрические параметры, условия подвода и отвода и режимы течения столь многообразны, что в литературе не всегда можно найти необходимые опытные данные для расчета их гидравлическoгo сопротивления. поэтому автор решил включить в справочник данные, не только хорошо проверенные лабораторными исследованиями, но и полученные теоретическим путем или приближенным расчетом, основанным на от дельных экспериментальных исследованиях, а в некоторых случаях гpубоориентировочные данные (последние специально оговорены в тексте). Это допустимо потому, что в промышленных условиях точность изготовления и монтажа сетей труб и установок, а следовательно, и условия протекания потока могут значительно различаться в отдельных установках и отличаться от лабораторных условий, при которых получено большинство коэффициентов гидравлического сопротивления, а также потому, что для многих сложных

элементов эти коэффициенты не могут иметь постоянного значения.

Настоящее издание справочника должно способствовать повышению качества и

экономичности проектирования и эксплуатации промышленных, энергетических и других сооружений, а также устройств и аппаратов, по которым перемещаются жидкости и газы.

ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ

Нет почти ни одной отрасли техники, которая не была бы связана в той или иной

степени с необходимостью перемещения жидкостей или газов по трубам, каналам и

различным аппаратам. Степень сложности гидравлических или газовоздушных сетей при

этом может быть самой различной.

В одних случаях это магистральные сети, состоящие в основном из прямых труб очень

большой протяженности (нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, паропроводы,

воздухопроводы вентиляционных установок крупных производств и т. п.).

   В других случаях это сети сравнительно небольшой протяженности с большим числом

разнообразных фасонных и разветвленных частей, различных препятствий в виде дроссельных или регулирующих устройств, решеток, выступающих частей и т.д. (воздухопроводы разветвленных вентиляционных установок; газоходы металлургических, химических и других производств, котельных агрегатов, атомных реакторов, сушилок и химических установок; бензомаслопроводы и другие трубопроводы самолетов, ракет и

т. д.).

Часто сеть, по которой перемещается жидкость или газ, представляет собой единый

агрегат (котлы, различные печи, теплообменники, двигатели, воздухо -и

газоочистные аппараты, аппараты химической, нефтехимической и дрyгих отраслей промышленности).

Во всех случаях необходимо правильно рассчитать гидравлическое (аэродинамическое) сопротивление сети. Мало того, современное проектирование сооружений со сложными формами гидравлических и газовоздушных сетей не может проводиться достаточно правильно без понимания основных физико-механических процессов, происходящих в сложных элементах сетей, и учета рекомендаций по улучшению условий течения и снижению местного гидравлического сопротивления этих элементов. Необходимые для этого сведения приводятся в настоящем справочнике.

Так как за период со дня выпуска в свет первого издания справочника появилось

много новых данных по гидравлическим сопротивлениям, потребовалась значительная

переработка справочника с учетом результатов новых исследований. Вместе с тем, не имея практической возможности включить все вновь опубликованные данные по

гидравлическим сопротивлениям, этот пробел мы восполняем расширенным списком литературы по этому вопросу.

Справочник состоит из 12 разделов, в каждом из которых, кроме первого, приведены

данные для определенной группы фасонных или других частей трубопроводов и элементов сетей со сходными условиями движения в них жидкости или газа.

В первом разделе в конспективной форме даны общие сведения по гидравлике напорных систем и аэродинамике, связанные с гидравлическими расчетами элементов

газовоздушных и гидравлических сетей.

Справочный материал каждого из последующих разделов содержит:

1) пояснительную часть, в которой, как правило, кратко изложено основное содержание раздела, в конспективной форме описаны физико-механические процессы, про исходящие в сложных элементах трубопроводов, даны дополнительные пояснения и' практические рекомендации по расчету и выбору отдельных элементов сети, а также рекомендации по способам уменьшения их гидравлического сопротивления;

2) расчетную часть, в которой приведены коэффициенты или в отдельных случаях

абсолютные значения гидравлических сопротивлений прямых участков и широкого класса

фасонных частей трубопроводов, арматуры, различных препятствий и других элементов

сетей.

В каждом разделе эти данные представлены специальными диаграммами, включающими схемы рассматриваемого элемента трубопровода или препятствия, расчетные формулы, графики и таблицы численных значений коэффициентов сопротивления.

     При современном проектировании с использованием ЭВМ для расчета гидравлических (газовых) сетей очень важно иметь значения коэффициентов сопротивления в виде расчетных формул. Кроме тoгo, краткая запись функциональной зависимости коэффициента сопротивления от основных определяющих параметров часто очень удобна. графическое изображение указанной зависимости полезно тем, что, с одной стороны, оно дает более наглядное представление о характере данной зависимости, а с другой позволяет без расчета (иногда по довольно сложным формулам) получить промежуточные значения коэффициентов сопротивления, отсутствующие в таблице.

Значения коэффициентов сопротивления, приведенные в таблицах, являются теми

основными данными, которыми удобно пользоваться при расчетах.

Единицы измерения даны в системе СИ. Для удобства в отдельных случаях параллельно приведены значения соответствующих величин в единицах других систем.