Статті та тези
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2164
Browse
Search Results
Item Вплив додатків поліакриламіду на втрати напору в раптових звуженнях і розширеннях труб(Український державний університет водного господарства та природокористування, 2003) Орел, Вадим Ігорович; Чернюк, Володимир Васильович; Національний університет "Львівська політехніка"; Хлапук, Микола Миколайович; Коваленко, Віктор ФедоровичВ диссертации экспериментально исследована закономерность влияния добавок полиакриламида (ПАА) на потери напора во внезапных сужениях и расширениях труб диаметрами до 50 мм. Приведён обзор гипотез, объясняющих эффект Томса, и анализ факторов, влияющих на потери напора в местных сопротивлениях при введении в поток гидродинамически активных добавок (ГДАД). Проведены эксперименты по влиянию водных растворов ПАА на значения коэффициентов сопротивления внезапных сужения и расширения труб. Выявлено, что если в местных потерях напора преобладают потери на трение, что имеет место при m>0,7 для внезапного сужения труб и при n<(4,1…6,4), для внезапного расширения, то при Re>104 общие затраты энергии снижаются. Если же потери на изменение формы определяющие, соответственно при m<0,7 и n>(4,1…6,4), добавки ПАА вызывают увеличение сопротивления. Установлено, что относительное изменение коэффициентов местных сопротивлений при введении в поток растворов ПАА при концентрациях до 10–4 кг/кг включительно описывается зависимостью одинаковой структуры как для внезапных расширений трубы, так и для её внезапных сужений. Получено максимальное увеличение сопротивление внезапного расширения трубы добавками ПАА при степени расширения n=12,6±0,9 и С≤Сopt≈10–4 кг/кг, где Сopt – оптимальная концентрация. При концентрациях, не привышающих 10–4 кг/кг, и m≤0,3 значения относительного изменения коэффициентов сопротивления внезапных сужений труб не зависят от степени сужения потока m. Уточнён механизм действия полимерных добавок на потери энергии потоков жидкостей во внезапных сужениях и расширениях труб, базирующейся на том, что в тех местных сопротивлениях, где преобладают потери на трение, добавки уменьшают гидродинамическое сопротивление, а при доминировании сопротивления формы – увеличивают его. Выявлена похожесть явлений влияния ПАА на турбулентность в случае наличия твёрдых стенок и без них. Подтверждён механизм, предложенный Б.Липатовым. Предложен алгоритм расчёта потерь энергии во внезапном расширении труб как удельной мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления потока при течении жидкости в трубопроводе. Его суть состоит в замене по известной модели местного сопротивления фиктивной цилиндрической трубой и использовании известной формулы расчёта потерь энергии в прямой цилиндрической трубе по удельной мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления потока. Использование данного алгоритма даёт возможность рассчитать необходимую мощность двигателя при перемищении жидкостей в трубопроводных системах, насыщенных местными сопротивлениями. В общем случае решена задача регулирования расходов жидкости в гидравлической системе введением в поток ГДАД. При этом изменение расходов осуществляется с помощью блоков трубок постоянного и переменного сечений, установленных на отдельных трубопроводах. Разработан и запатентован способ перераспределения расходов текучей среды введением в поток ГДАД. При его использовании достигается непрерывное формирование необходимых соотношений расходов в отдельных трубопроводах без привлечения посторонних источников энергии. Показано, что исходя из количества затраченной электроэнергии экономический эффект от использования ПАА при течении жидкостей в местных сопротивлениях как регуляторах давления или расхода увеличивается с увеличинием глубины регулирования расхода (давления). Последняя величина зависит от геометрических характеристик сопротивления и значений даметров, расхода жидкости и гидродинамической эффективности добавок. Результаты работы внедрены на предприятиях с разветвлёнными трубопроводными системами. Получен экономический эффект в размере 40,9 тыс. грн.