Гидравлический расчёт теплосетей, пьезометрические графики. Расчёт местных потерь энергии при течении воды в различных элементах трубопроводов тепловых сетей, страница 2

 , Па/м                              (4.5а)

Безразмерный коэффициент носит название коэффициента гидравлического трения или гидравлического сопротивления.

Характеристикой режима течения жидкостей (в частности критерием перехода ламинарного течения в турбулентное) является безразмерный параметр (число Рейнольдса) , характеризуемый соотношением:

 ,                                         (4.6)

где ν,м²/с, и µ, Па/с - коэффициенты кинематической и динамической вязкости жидкости соответственно.

Комбинируя формулы (4.1а) и (4.6), можно получить следующее выражение для числа  в зависимости от массового расхода жидкости:

                                           (4.7)

Скорости воды в трубопроводах тепловых сетей при расчётном режиме обычно находятся в интервале = 0,5 - 3 м/с по нормам [  ] и не должны превышать 3,5 м/с.

При повышении числа  свыше 2000 - 2300 и переходе ламинарного течения в турбулентное значения коэффициента  скачкообразно возрастают с 0,028 - 0,032 до 0,038 - 0,040. При дальнейшем росте числа  эти значения постепенно снижаются.

Особенностью турбулентного течения в трубах является влияние на значения  помимо числа  шероховатости внутренней поверхности труб, возникающей в основном за счёт коррозии этой поверхности. У труб из металлов, не подверженных коррозии, при воздействии на них воздуха и воды, например из латуни или нержавеющей стали, а также для стальных труб при малых числах  влияние шероховатости на гидравлическое сопротивление практически неощутимо, а потому такие трубы называются гидравлически гладкими.

Коррозия стальных труб, не защищённых специальными покрытиями, нанесёнными на их внутреннюю поверхность, приводит к появлению на этой поверхности неравномерной шероховатости, детальная характеристика которой неосуществима, а потому для таких труб используется понятие эквивалентной шероховатости , основанное на сопоставлении опытных значений  для труб после их длительной эксплуатации с соответствующими данными для труб с искусственно созданной равномерной шероховатостью. Значения коэффициента  для труб с такой шероховатостью в общем случае зависят от числа  и от безразмерного параметра , называемого относительной шероховатостью и равного:

 ,                                                 (4.8)

где  — высота бугорков, при искусственной шероховатости равная диаметру  песчинок,   закреплённых  лаком  на  поверхности  трубы   (зернистая шероховатость), м.

Гидравлические испытания отдельных участков трубопроводов тепловых сетей, находящихся в эксплуатации, не могут обеспечить высокой точности измерений. Кроме того, полученные таким путём значения удельных перепадов давления  отражают влияние множества факторов помимо собственно шероховатости труб, а именно отклонений от области квадратичного закона сопротивления, наличия местных сопротивлений в пределах испытанных участков, засорения труб и т. д.

В трубопроводах горячего водоснабжения от тепловых пунктов при закрытой системе и отсутствии необходимой обработки подогреваемой воды возможно также образование на внутренней поверхности труб плотных отложений солей. Такие отложения приводят не к увеличению шероховатости труб, а к сокращению их поперечного сечения в свету и к увеличению перепадов давления на трение. Такое сокращение согласно нормам [  ] подлежит учёту в гидравлических расчётах трубопроводов горячего водоснабжения, для которых в этих нормах приведена специальная номограмма.

По нормам [  ] в гидравлических расчётах рекомендуется принимать =0,0005 м для всех водяных тепловых сетей, кроме сетей горячего водоснабжения, для которых это значение увеличено до =0,001 м. Исходя из этих указаний, в дальнейшем значение =0,0005 м принято в качестве нормированного. Соответствующие значения относительной шероховатости составляют

                                           (4.9)