Падение давления

Падение давления (часто сокращенно «dP» или «ΔP») ^[1] определяется как разница общего давления между двумя точками сети, несущей жидкость. Падение давления происходит, когда силы трения , вызванные сопротивлением потоку, действуют на жидкость , когда она течет по трубопроводу (например, каналу, трубе или трубке ). Это трение преобразует часть гидравлической энергии жидкости в тепловую энергию (т. е. внутреннюю энергию ). Поскольку тепловая энергия не может быть преобразована обратно в гидравлическую энергию, жидкость испытывает падение давления, как того требует закон сохранения энергии . ^[2]

Основными факторами, определяющими сопротивление потоку жидкости, являются скорость жидкости в трубе и вязкость жидкости . Падение давления увеличивается пропорционально силам трения сдвига внутри трубопроводной сети. Сеть трубопроводов с высоким показателем относительной шероховатости , а также множество трубопроводных фитингов и соединений, схождение, расхождение труб, повороты, шероховатость поверхности и другие физические свойства будут влиять на перепад давления. Высокие скорости потока или высокая вязкость жидкости приводят к большему перепаду давления на участке трубы, клапане или коленчатом соединении. Низкая скорость приведет к меньшему падению давления (или его отсутствию). Жидкость также может быть двухфазной, как при пневматической транспортировке газа и твердого вещества; в этом случае для расчета падения давления необходимо также учитывать трение твердого тела. ^[3]

Приложения

Жидкость в системе всегда будет течь из области с более высоким давлением в область с более низким давлением, если у нее есть путь для этого. ^[4] При прочих равных условиях более высокий перепад давления приведет к увеличению расхода (за исключением случаев дросселирования потока ). ^[5]

Падение давления в данной системе будет определять количество энергии, необходимое для транспортировки жидкости через эту систему. Например, для перемещения заданного количества воды через трубы меньшего диаметра (с более высокой скоростью и, следовательно, с более высоким перепадом давления) может потребоваться более крупный насос по сравнению с системой с трубами большего диаметра (с более низкой скоростью и, следовательно, с меньшим перепадом давления). ). ^[6]

Расчет падения давления

Падение давления обратно пропорционально диаметру трубы в пятой степени. ^[7] Например, уменьшение диаметра трубы вдвое приведет к увеличению перепада давления в два раза. $2^{5}=32$ (например, от 2 до 64 фунтов на квадратный дюйм), при условии отсутствия изменений расхода.

Падение давления в трубопроводе прямо пропорционально длине трубопровода — например, в трубе с двойной длиной будет удвоенное падение давления при одинаковой скорости потока. ^[8] Трубопроводные фитинги (такие как колена и тройники) обычно приводят к большему падению давления, чем прямые трубы. Таким образом, был разработан ряд корреляций для расчета эквивалентной длины фитингов. ^[9]

Некоторые клапаны снабжены соответствующим расхода как $Cv коэффициентом$ или $Kv, широко известным$ . Коэффициент расхода связывает перепад давления, скорость потока и удельный вес для данного клапана. ^[10]

Для расчета падения давления существует множество эмпирических расчетов, в том числе:

Уравнение Дарси – Вейсбаха для расчета падения давления в трубе.
Уравнение Хагена – Пуазейля

См. также

Ссылки

^ «Дифференциальное давление (dp или dP)» . Комиссия по ядерному регулированию США . Проверено 30 декабря 2022 г.
^ Харди, Рэй (13 апреля 2015 г.). «Расчет потери напора в трубопроводе» . Насосы и системы .
^ «Расчет падения давления при пневмотранспорте - разбавленная фаза - PowderProcess.net» . www.powderprocess.net .
^ «Вопрос: Действительно ли это вызвано эффектом Бернулли?» . Национальная ассоциация преподавателей естественных наук . Проверено 30 декабря 2022 г.
^ Эндрюс, Кайл. «Падение давления газа: 9 вещей, которые нужно знать производителям» . Кимрей Инк . Проверено 30 декабря 2022 г.
^ «ЧТО ТАКОЕ ПАДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ И КАК ОНО ВЛИЯЕТ НА ВАШУ СИСТЕМУ ОБРАБОТКИ?» . CSI Дизайны . Проверено 30 декабря 2022 г.
^ «Расход в трубах. Диаметр трубы, уравнение Бернулли, перепад давления, коэффициент трения» . Pipeflowcalculations.com . Проверено 30 декабря 2022 г.
^ «Потеря давления в трубе» . Нейтрий . Проверено 30 декабря 2022 г.
^ «Потери давления в фитингах – метод эквивалентной длины» . Нейтрий . Проверено 30 декабря 2022 г.
^ «Технический бюллетень по определению размеров клапанов» (PDF) . Свагелок . Проверено 30 декабря 2022 г.

Внешние ссылки

[1] Архивировано 4 октября 2018 г. на Wayback Machine.

[1] «Дифференциальное давление (dp или dP)» . Комиссия по ядерному регулированию США . Проверено 30 декабря 2022 г.

[2] Харди, Рэй (13 апреля 2015 г.). «Расчет потери напора в трубопроводе» . Насосы и системы .

[3] «Расчет падения давления при пневмотранспорте - разбавленная фаза - PowderProcess.net» . www.powderprocess.net .

[4] «Вопрос: Действительно ли это вызвано эффектом Бернулли?» . Национальная ассоциация преподавателей естественных наук . Проверено 30 декабря 2022 г.

[5] Эндрюс, Кайл. «Падение давления газа: 9 вещей, которые нужно знать производителям» . Кимрей Инк . Проверено 30 декабря 2022 г.

[6] «ЧТО ТАКОЕ ПАДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ И КАК ОНО ВЛИЯЕТ НА ВАШУ СИСТЕМУ ОБРАБОТКИ?» . CSI Дизайны . Проверено 30 декабря 2022 г.

[7] «Расход в трубах. Диаметр трубы, уравнение Бернулли, перепад давления, коэффициент трения» . Pipeflowcalculations.com . Проверено 30 декабря 2022 г.

[8] «Потеря давления в трубе» . Нейтрий . Проверено 30 декабря 2022 г.

[9] «Потери давления в фитингах – метод эквивалентной длины» . Нейтрий . Проверено 30 декабря 2022 г.

[10] «Технический бюллетень по определению размеров клапанов» (PDF) . Свагелок . Проверено 30 декабря 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]