Гл. //. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики

Это уравнение совпадает по форме с уравнением (11,91), но критерий Ие' представляет собой модифицированный критерий Рейнольдса:

1?е' = -

ы>²~^т(1^тр

(П.Ю9)

При т = 1 и к = [г комплекс Ие' обращается в обычное выражение критерия Ие.

При турбулентном движении вязких неньютоновских жидкостей в гладких трубах

к=а(Яе')~^ь ' (Н,95а)

Уравнение (11,95а) получено обобщением опытных данных в пределах Не' = 3- 10³ —

• 1. 10⁸. Оно аналогично по виду уравнению (11,95) для ньютоновских жидкостей, ио чис­ленные значения коэффициентов а и Ь являются функциями показателя степени т в уравне­нии (11,106). Значения а и Ь приведены на рис. П-27, причем при т = 1 они практически совпадают со значениями 0,316 и 0,25 для ньютоновских жидкостей.

Рис. 11-27. Значения констант в уравне­нии (П,95а).

Рис. ІІ-28. К определению опти- мального диаметра трубопро- вода.

Уравнения (II,91а) и (II,95а) можно использовать и для расчета потери напора на трение у нестационарных (например, тиксотропных) неньютоновских жидкостей, если они уже подверглись сдвигу и их течение стало установившимся. Однако для приведения этих жидкостей в движение насос должен иметь значительную пусковую мощность, которая затем резко снижается с разрушением структуры и началом течения жидкости.

Инженерные проблемы реологии неньютоновских жидкостей, связанные с их движе- нием через трубы и аппараты, перемешиванием, а также нагреванием и охлаждением, под- робно рассматриваются в специальной литературе *.

13. Расчет диаметра трубопроводов

Стоимость трубопроводов составляет значительную часть общей стои- мости оборудования химических предприятий. Кроме того, эксплуатация трубопроводов сопряжена с затратой значительных средств. Поэтому правильный выбор диаметра трубопроводов имеет большое технико-эко- номическое значение.

При заданной производительности диаметр трубопровода может быть вычислен исходя из уравнения расхода (II, 25):

г, С ^псР

<3 = и)8 = ы1 -|-

откуда

~ ^ГТРГ (П.ПО)

У

40_

яш

где Л — внутренний диаметр трубопровода, м\ ф — объемный расход жидкости, м³/сек; И) — средняя скорость жидкости, м/сек.

Таким образом, размер диаметра трубопровода однозначно опреде­ляется выбором значения скорости движущейся в нем жидкости.

Чем выше выбранная скорость и>, тем меньше, согласно уравнению (II, 110), потребный диаметр трубопровода, т. е. тем меньше затраты мате­

* См., например: Уилкинсон У. Л. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен, Пер, с англ. Под ред. А, В, Лыкова М., «Мир», 1964.216 с.