Công thức tính thủy lực đường ống
|
Trong kỹ thuật và trong thực tiễn sản xuất ta gặp nhiều trường hợp các loại chất lỏng chảy trong các đường ống có áp khác nhau với các nhiệm vụ khác nhau (Như ống dẫn nước trong hệ thống cung cấp nước, ống dẫn nhiên liệu, dẫn hoá chất trong các thiết bị máy móc, hệ thống truyền động, truyền lực....) Mục đích tính toán thuỷ lực đường ống là thiết kế hệ thống đường ống mới hoặc kiểm tra để sửa chữa, điều chỉnh hệ thống sẵn có cho phù hợp với yêu cầu cụ thể là xác định một trong các thông số: Lưu lượng Q; Cột áp H tại đầu hoặc cuối đường ống, đường kính d hoặc cả d và H. Show
Xem chi tiết tại đây
 Đường kính trong d của ống dẫn xác định theo công thức :
Ở đó Q – lưu lượng chất lỏng chảy qua ống, m3/s; υ – vận tốc dòng chảy trong ống, m/s; d – đường kính trong của ống dẫn, m. Như vậy ở công thức trên muốn tính được đường kính trong d ta phải xác định được 2 giá trị Q và υ. Lưu lượng Q sẽ được quyết định bởi cơ cấu làm việc, còn vận tốc υ phụ thuốc vào áp suất của hệ thủy lực và chức năng của ống dẫn đó. Các giá trị vận tốc υ khuyên dùng khi tính toán dựa trên bảng sau:
Hao phí áp suất trên đoạn ống dẫn.
Ở đó ρ– khối lượng riêng của chất lỏng làm việc, kg/m3; λ –hệ số ma sát ; l – chiều dài ống dẫn, m. Xác định λ – hệ số ma sát theo bảng sau.
Ở đây Δ – là độ nhám tương đương bề mặt trong ống dẫn (Δ=0,05mm với đoạn ống thép , Δ=0,02mm với đoạn ống đồng, Δ=0,06mm đối với ống nhôm, Δ=0,03 với ống mềm cao su ) thì hệ số ma sát tính theo công thức.
Hao phí do trở lực cục bộ được tính theo công thức Weisbach:
Ở đó ξ – hệ số trở lực cục bộ. Giá trị ξ phụ thuộc vào dạng trở lực cục bộ.
Một vài dạng trở lục cục bộ phổ biến: -Tại mối nối ra khỏi thùng chứa: ξ=0,5 ; và mối nối vào thùng chứa: ξ=1. Ngoài ra ta còn phải kể tới hao phí áp suất tại các thiết bị thủy lực Δptb trong mạch như: các loại van thủy lực, bộ lọc dầu, … Như vậy tổng hao phí áp suấtΔp= Δpms+ Δpcb+ Δptb Xác định độ dày thành ống dẫn Độ dày thành ống dẫn cần đảm bảo độ bền trong quá trình làm việc của ống dẫn. Độ dày thành ống xác định theo công thức sau:
Ở đó pmax – áp suất tĩnh lớn nhất σv - ứng suất tới hạn của vật liệu làm ống, bằng 30…35% độ bền mỏi. n – hệ số an toàn. Ngoài ra đối với vật liệu ống là thép thì bề dày không nhỏ hơn 0,5 mm; đối với đồng – bề dày không nhỏ hơn 1mm. Download Bài viết - 3 Phần (PDF) Điểm 4.6/5 dựa vào 87 đánh giá
Chọn đường kính ống cho hệ thống tưới là khâu tính toán thủy lực đường ống tưới vô cùng quan trọng trong việc cung cấp nước đến cây trồng. Khi thiết kế hệ thống tưới nước tự động ta phải tính toán thủy lực đường ống nhằm chọn đường kính ống chính tưới phù hợp với lưu lượng của hệ thống tưới. Vậy làm thế nào để chọn được đường kính ống chính, chọn van tưới và ống phụ cho phù hợp cho hệ thống tưới? Bài viết dưới đây cung cấp cho bạn những nội dụng cơ bản về thiết kế hệ thống tưới nước tự động. Khi tính toán thủy lực thì việc đầu tiên là bạn phải xác định được lưu lượng nước trong 1 giờ (m3/h). Vì đó là số liệu cơ bản để chọn đường kính ống chính, chọn van và ống phụ cho hệ thống tưới. Nếu bạn chưa biết cách xác định lưu lượng của bơm thì có thể xem lại cách tính lưu lượng bơm nước tưới cây trồng. Tính toán chọn đường kính ống cho hệ thống tướiKhi đã xác định lưu lượng bơm: Q bơm = q vòi * n vòi Trong đó:
Có Q bơm ta cần tính toán thủy lực đường ống tưới để ống cho hệ thống tưới theo công thức: Xem công thức tính toán đường ống Trong đó:
Chọn đường kính ống chính phụ thuộc vào vận tốc nước chảyVận tốc nước chảy trong ống tỷ lệ nghịch với đường kính ống. Ống nhỏ thì vận tốc lớn, ống lớn thì vận tốc nhỏ. Nhưng vận tốc lại tỷ lệ thuận với công suất bơm (điện năng tiêu thụ để bơm). Công suất bơm lớn vận tốc lớn, công suất bơm nhỏ thì vận tốc nhỏ. Từ đây ta suy ra chọn đường kính ống chính, ống phụ nhỏ thì tiêu thụ điện năng hơn. Có nghĩa là phải dùng bơm có áp cao, công suất lớn mới đưa nước đến cây trồng. Vậy vận tốc chảy trong nước hợp lý gọi là vận tốc kinh tế. Vận tốc kinh tế là vận tốc sao cho chi phí đầu tư và chi phí vận hành hằng năm là tối ưu, hiệu quả kinh tế nhất. Theo các nhà sản xuất thiết bị tưới với kinh nghiệm trong quản lý nguồn nước và điện năng tiêu thụ cho tưới cảnh quan, tưới nông nghiệp thì vận tốc này chọn là 1,5 m/s. Vậy ta có thể tính toán thủy lực đường ống chính hay phụ dựa vào công thức trên hay có thể tra nhanh bảng tính toán thủy lực đường ống bên dưới: Bảng tính toán thủy lực đường ống tưới cây:Ống HDPE, áp lực 10bar, độ dày ống, vận tốc chọn v=1.5 (m/s). Khi đã xác định lưu lượng và cộ áp cho hệ thống tưới ta cần phải tìm hiểu bơm và tra catalogue để chọn Bơm theo nhu cầu đã xác định. Hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển tưới |
