از دست دادن سر

از دست دادن سر به عنوان (6. 5) ΔHΔL تعریف شده است ، جایی که H سر فشار است.

اصطلاحات مرتبط:

درباره این صفحه

مبانی پمپاژ

2. 2. 2. 6 ضرر سر (ساعت_ج)

از دست دادن سر انرژی بالقوه ای است که به انرژی جنبشی تبدیل می شود. تلفات سر به دلیل مقاومت اصطکاک سیستم لوله کشی (لوله ، دریچه ، اتصالات ، ورودی و تلفات خروجی) است. بر خلاف سر سرعت ، سر اصطکاک را نمی توان در محاسبات سیستم نادیده گرفت. مقادیر به عنوان مربع سرعت جریان متفاوت است. تلفات سر می تواند بخش قابل توجهی از کل سر باشد. اهمیت تلفات سر بستگی به بزرگی کل سر دارد. به عنوان مثال ، خطای 6 فوت (1. 8 متر) در تخمین 2600 فوت (780 متر) از سر ناچیز است در حالی که خطای 6 فوت (2 متر) در تخمین 30 فوت (9 متر) سر برای پمپ انتقال روغن خاممی تواند قابل توجه باشد

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect.com/science/article/pii/b9780128098950000028

منبع

منحنی های سر سیستم

از دست دادن سر در یک سیستم پمپاژ با افزایش جریان از طریق سیستم افزایش می یابد و می تواند به صورت گرافیکی به عنوان منحنی سر سیستم مانند آن در شکل 6-15 نشان داده شود. از دست دادن سر سیستم برای هر نرخ جریان ، مجموع از دست دادن سر اصطکاک و کل سر استاتیک در سیستم است. سر استاتیک وجود دارد که آیا پمپ در حال کار است یا خیر ، و به عنوان قسمت پایین منحنی سر سیستم ترسیم شده است.

تلفات اصطکاک ، از جمله ضررهای جزئی ، همانطور که در بخش قبلی این فصل بیان شده است تعیین می شود. لوله کشی و اتصالات سیستم ممکن است به یک لوله معادل تبدیل شود و ممکن است تلفات سر برای چندین سرعت جریان به راحتی از نامگذاری Haze n-Williams تعیین شود. از طرف دیگر ، از بین رفتن سر در تمام لوله ها و اتصالات ممکن است برای یک سرعت جریان محاسبه شود و ممکن است تلفات برای سایر نرخ های جریان از رابطه تعیین شود

(6. 15) q 1 q 2 = [h l 1 h l 2] 0. 54.

برای تخلیه صفر ، کل سر برابر با کل سر استاتیک است. این نکته به علاوه چندین نقطه محاسبه شده برای ترسیم منحنی کافی است. سر استاتیک در یک سیستم متفاوت خواهد بود زیرا مخازن و مخازن پر یا کشیده می شوند. در چنین مواردی ، منحنی های سیستم به راحتی ممکن است برای حداقل و حداکثر سر ساخته شوند ، در نتیجه پیش بینی ظرفیت پمپاژ سیستم را برای کل محدوده شرایط احتمالی سر استاتیک فراهم می کند. برای نصب های دقیق ، تجزیه و تحلیل اقتصادی از مبادله بین پمپاژ و هزینه های لوله کشی ممکن است توجیه شود. با این حال ، برای خطوط لوله نسبتاً کوتاه ، تلفات اصطکاک نباید بیش از 20 ٪ از سر استاتیک باشد.

بیشتر بخوانید URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/pii/b9780750672948500063

اندازه گیری و مدل سازی بهینه از سیستم های انرژی جزر و مد

ویکاس خالار ،. Prashant Baredar ، در سیستم های انرژی جزر و مد ، 2019

4. 3. 4 از دست دادن سر به دلیل اصطکاک

از دست دادن سر اندازه گیری کاهش در کل سر مایع است که از طریق خط لوله حرکت می کند. از دست دادن سر در امتداد دیواره لوله به دلیل اصطکاک از دست دادن اصطکاک یا از دست دادن سر نامیده می شود. از دست دادن سر به دلیل اصطکاک H_جدر یک مجرای معین برای تخلیه معین معمولاً توسط معادله دارسی ویسباخ تعیین می شود:

h f = f lv 2 d 2 g

فاکتور اصطکاک بدون بعد F تابعی از سرعت ، زبری ، ویسکوزیته مایعات و قطر مجرای است. فاکتور اصطکاک F در یک رژیم لمینار مستقل از زبری دیوار و به طور معکوس متناسب با شماره رینولدز است. فاکتور اصطکاک برای جریان چند لایه از معادله Hagen-Paiseuille به این صورت محاسبه می شود:

f = 64 / r e

ساختار جهانی یک سیستم تبدیل انرژی جزر و مد به طور کلی به ژنراتور جزر و مد ، مؤلفه الکترونیک برق و شرایط بار داده شده بستگی دارد.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect.com/science/article/pii/b978012814815000041

ساختارهای هیدرولیکی

6. 5. 1. 1 از دست دادن انرژی در انتقال

از دست دادن سر انرژی به دلیل اصطکاک معمولاً در ساختارهای انتقال ناچیز است. از بین رفتن سر عمدتا به دلیل تغییر در هندسه مقطعی کانال اتفاق می افتد. این ضرر اغلب از نظر تغییر در سر سرعت بیان می شود

(6. 48) H T = C C Δ H V

برای انقباضات و

(6. 49) H T = C E Δ H V

جایی که ساعت_حرف= از دست دادن سر به دلیل انتقال ، Δ H_حرفهای= تفاوت در سر سرعت در طول انتقال ، c_جف= ضریب انقباض ، و ج_اشمیه= ضریب انبساط.

مقادیر پیشنهادی از ضرایب انقباض و انبساط در جدول 6. 9 برای انواع مختلف انتقال آورده شده است.

جدول 6. 9. ضرایب از دست دادن انتقال

(پس از سپاه مهندسان ارتش ایالات متحده ، 1991)

بیشتر بخوانید URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/pii/b9780750668576500072

بخش اضافی

بخش اول

از دست دادن سر شامل از دست دادن سر در لوله 4 ″ از پمپ به اولین تی ، از دست دادن سر در خط اسلحه گل 3 ″ گل اول و از دست دادن سر نازل است. این قابل بیان است:

110 ft = [4 ″ از دست دادن سر لوله + 3 ″ از دست دادن سر لوله + از دست دادن سر نازل] 110 ft = HL 4 ″ + HL 3 ″ + HL n

هر یک از مقادیر در سمت راست معادله فوق در زیر محاسبه می شود.

محاسبه برای از دست دادن سر لوله 4 (HL₄);

از دست دادن سر در لوله 4 at می توان با تعیین طول لوله 4 ″ معادل آن محاسبه کرد (جدول 3. 8).

جدول 3. 8. طول لوله 4 معادل.

طول معادل لوله 4 ″ 61. 8 فوت است.

از جدول 3. 1 ، از دست دادن سر برای طول قسمت 4 لوله می تواند از معادله محاسبه شود:

HL 4 ″ = Q 1. 90 10،200 61. 8 فوت 100 فوت = Q 1. 90 16،505

جریان در بیشتر نازل ها کمی کمتر از 1/5 از سرعت جریان (Q) خواهد بود. با حرکت سیال از طریق منیفولد 4 ، ، سرعت جریان از طریق هر نازل پی در پی کمی کوچکتر خواهد بود زیرا سر در هر نازل کمی پایین تر خواهد بود. با این حال ، با فرض در ابتدا می توان تخمین معقول را انجام داد که سرعت جریان از پمپ پنج برابر سرعت جریان از طریق نازل اول خواهد بود.

HL 4 ″ = (5 Q N) 1. 90 16،505 = Q N 1. 9 775. 5

محاسبه برای از دست دادن سر لوله 3 (HL₃);

از دست دادن سر در خط تغذیه اسلحه 3 ″ گل می تواند با تعیین طول لوله 3 ″ معادل محاسبه شود (جدول 3. 9).

جدول 3. 9. طول لوله 3 معادل.

طول معادل لوله 3 27. 2 فوت است.

HL 3 ″ = q 1. 9 2605 27. 2 ft 100 ft = q n 1. 9 9577

سرعت جریان از طریق خط 3 و نازل مشخص نیست. فرض می شود که سرعت جریان از طریق هر نازل 1/5 از کل جریان خواهد بود.

محاسبه برای از دست دادن سر نازل (HL_n);

معادله سرعت جریان از طریق نازل را می توان برای HL حل کرد_n.

سرعت جریان ، GPM = 19. 6 (HL N ، Ft) (قطر نازل ، اینچ) 2 hl n = q n 2 [(19. 6) (d 2)] 2 = q n 2 121. 6

برای قطرهای نازل ¾.

معادله از دست دادن سر از طریق سیستم:

110 ft = HL 4 ″ + HL 3 ″ + HL n 110 ft = q n 1. 9 775. 5 + q n 1. 9 9577 + q n 2 121. 6

فاکتورسازی دو اصطلاح اول:

110 ft = [1 775. 5 + 1 9577] q n 1. 9 + تعریف نشده Q N 2 121. 6 110 ft = [0. 0012894 + 0. 0001044] q n 1. 9 + q n 2 121. 6 110 ft = [0. 001394] q n 1. 9 + q n 2 121. 6 110 ft = q n 1. 9 717. 4 + q n 2 121. 6

یکی از راه های حل این معادله جبر نسبتاً پیچیده ، تکرار است. مقدار سرعت جریان نازل انتخاب شده و سمت راست معادله با مقدار شناخته شده 110 فوت مقایسه می شود. در صورت استفاده از ورق پخش اکسل ، این عمل تسریع می شود. در محاسبه زیر (جدول 3. 10) سرعت جریان اولیه به عنوان 120 gpm انتخاب شد. از دست دادن سر محاسبه شده 130 فوت به جای 110 فوت بود. مقدار آزمایش سرعت جریان با 5 gpm کاهش یافت و خطا با سرعت جریان پیشنهادی 110 gpm کاهش یافت. کاهش به 105 gpm منجر به خطای 9/9 فوت شد. سرعت جریان تولید شده توسط پمپ کمی زیر 110 gpm بود.

جدول 3. 10. مقایسه تلفات سر محاسبه شده با سر پمپ شناخته شده.

نرخ جریان در چهار نازل دیگر کمی کوچکتر خواهد بود. کل جریان تولید شده توسط پمپ باید نزدیک به 550 gpm باشد. جریان از طریق لوله 4 ″ از 4 ″ Tee به اسلحه گل دوم باید 440 GPM باشد.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect.com/science/article/pii/b9780128213414000038

ساختارهای هیدرولیکی

A. عثمان آکان ، سشادری آیر ، در کانال باز هیدرولیک (چاپ دوم) ، 2021

6. 5. 1. 1 از دست دادن انرژی در انتقال

از بین رفتن انرژی به دلیل اصطکاک معمولاً در ساختارهای انتقال ناچیز است. از بین رفتن سر عمدتا به دلیل تغییر در هندسه مقطعی کانال اتفاق می افتد. این ضرر اغلب از نظر تغییر در سر سرعت بیان می شود

(6. 53) H T = C C Δ H V

برای انقباضات و

(6. 54) H T = C E Δ H V

جایی که ساعت_T= از دست دادن سر به دلیل انتقال ، ΔH_v= تفاوت در سر سرعت در طول انتقال ، c_c= ضریب انقباض ، و ج_e= ضریب انبساط. مقادیر پیشنهادی از ضرایب انقباض و انبساط در جدول 6. 10 برای انواع مختلف انتقال آورده شده است.

جدول 6. 10. ضرایب از دست دادن انتقال (پس از سپاه مهندسین ارتش ایالات متحده 1991).

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect.com/science/article/pii/b978012821770200004x

جریان سیال و افت فشار

6. 11. 1 ضرایب مقاومت

از دست دادن سر در دریچه ها و اتصالات را می توان با بازنویسی Darcy-Weisbach AS محاسبه کرد

(6. 77) H F = K R V 2 2 G

k_r= ضریب مقاومت ، بدون بعد ،

سخنرانی_f= از دست دادن اتصالات (ft. (m)) ،

v = سرعت متوسط (ft./s (m/s)) ،

G = شتاب گرانش (32. 2 فوت ./s 2 (9. 81 متر بر ثانیه)).

مقایسه معادله 6. 78 با معادله دارسی ویسباخ نشان می دهد که برای یک لوله مستقیم ،

(6. 78) k r = fl d

k_r= ضریب مقاومت متناسب ، بدون بعد ،

ج_m= فاکتور اصطکاک مودی ، بدون بعد ،

D = لوله داخل قطر (فوت).

کل تلفات اصطکاک سیستم در دریچه ها و اتصالات را می توان با جمع بندی از دست دادن سر در کلیه اتصالات تعیین کرد ، همانطور که توسط معادله زیر تعریف شده است:

(6. 79) ∑ H l f = ∑ k v 2 2 g

∑ h l f = کل تلفات اصطکاک سیستم در دریچه ها و اتصالات (ft.).

هنگامی که ضرایب مقاومت برای اتصالات و دریچه ها مشخص شد ، تلفات سر اصطکاک به دلیل اتصالات و دریچه ها محاسبه می شود و سپس برای اجرای مستقیم لوله به تلفات سر اصطکاک اضافه می شود.

مقادیر تقریبی k_rدر جدول 6. 13 برای اتصالات لوله های متنوع آورده شده است. شکل 6. 28 و 6. 29 ضرایب مقاومت را برای انقباضات ناگهانی و بزرگ شدن و برای ورودی و خروجی لوله نشان می دهد. شکل 6. 30 لیستی از ضرایب مقاومت نماینده از مقاله فنی جرثقیل شماره 410 است.

جدول 6. 13. ضرایب مقاومت برای اتصالات لوله

مثال 6. 10

استفاده از ضرایب مقاومت

خط تزریق آب قطر لوله 4 اینچی با 2 دریچه دروازه باز و 10 خمش کوتاه مدت 90 درجه (R / D = 1)

از دست دادن اضافی سر تحمیل شده توسط دریچه ها و اتصالات دروازه با سرعت سیال 5. 86 فوت ./S محاسبه کنید.

ضریب مقاومت را برای خم 90 درجه از شکل 6. 30 (4 از 4) تعیین کنید:

بخوانید: k = 20 f r

از شکل 6. 30 (1 از 4) و برای قطر لوله اسمی 4 اینچ ،

بخوانید: f r = 0. 017 k = 20 f r = 20 0. 017 = 0. 340

ضریب مقاومت را برای شیر دروازه تعیین کنید:

از شکل 6. 30 (2 از 4) ،

بخوانید: k v = 8 f r = 8 0. 017 = 0. 136

کل از دست دادن سر اضافی را که توسط دریچه ها و اتصالات دروازه تحمیل شده است محاسبه کنید:

سخنرانی_Lبرای 10 خم شدن شعاع کوتاه 90 درجه:

H L = 10 0. 340 5. 86 2 2 32. 17 = 1. 75 فوت.

سخنرانی_Lبرای 2 دریچه دروازه باز:

H L = 2 0. 136 5. 86 2 2 32. 17 = 0. 14 فوت.

از دست دادن کل سر برای اتصالات و دریچه ها:

∑ H L = 1. 75 + 0. 14 = 1. 89 فوت.

این از دست دادن اصطکاک به از دست دادن سر اصطکاک لوله اضافه می شود.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect.com/science/article/pii/b9781856178082000067

انعقاد و تصفیه

Caroline S. Fitzpatrick ، John Gregory ، در دفترچه راهنمای میکروبیولوژی آب و فاضلاب ، 2003

4. 3. 3 از دست دادن سر

از دست دادن سر یا هیدرولیک ، شیب (H/L) توسط معادله Kozeny-Carman داده شده است ، که برای جریان لامینار در یک بستر بسته بندی شده از دانه های کروی ، این شکل را دارد:

(20) H L = 5 V G μ ρ (1 - ∈) 2 ∈ 3 36 D 2

سرعت رویکرد (سرعت جریان حجمی/منطقه فیلتر) است

μ ویسکوزیته پویا ، D قطر دانه است

ρ چگالی آب و

∈ تخلخل تخت (به طور معمول در حدود 0. 5).

این عبارت برای یک بستر فیلتر تمیز صدق می کند. با تشکیل سپرده ها ، منافذ توسط مواد جامد اشغال می شوند و بنابراین تخلخل مؤثر کاهش می یابد و منجر به افزایش در از دست دادن سر می شود ، در صورت ثابت بودن جریان. تخمین تغییر محلی در تخلخل آسان نیست ، زیرا حجم اشغال شده توسط سپرده ها نامشخص است. اگر ذرات به صورت جداگانه سپرده شوند ، سپرده های نسبتاً جمع و جور ممکن است تشکیل شوند و فقط باعث افزایش آهسته در کاهش سر می شوند. با این حال ، اگر سپرده ها ساختار متراکم کمتری داشته باشند ، همانطور که برای Flocs Fractal انتظار می رود ، تأثیر بیشتری در از دست دادن سر خواهد داشت.

از آنجا که سپرده ها به صورت ترجیحی در قسمت بالایی تخت شکل می گیرند ، گرفتگی می تواند در آنجا کاملاً برجسته شود و منجر به ایجاد سریع از دست دادن سر شود. در بعضی از مواقع ممکن است از دست دادن سر به حدی بزرگ شود که عملیات فیلتر خاتمه یابد و باید تخت تمیز شود. غالباً قبل از رسیدن به حد از دست دادن سر ، پیشرفت ذرات رخ می دهد ، اما تمیز کردن در هر صورت ضروری است. در عمل ، فیلترها معمولاً به صورت زمانی شسته می شوند ، اما در صورت دستیابی به کیفیت محدود کننده سر یا کیفیت تصفیه ، یک شستشوی پشتی به طور خودکار آغاز می شود.