Folyadék áramlási nyomásveszteségének meghatározása Feladatok Jelleggörbe szerkesztés A hőellátó rendszer nyomásviszonyai (Hidraulikai beszabályozás) Hőszállítás Épületgépészet B.Sc., Épületenergetika B.Sc. 5. félév október 10.

Folyadék áramlási nyomásveszteségének meghatározása Euler-egyenlet: a folyadékrészecske mozgásegyenlete súrlódásmentes esetben

Bernoulli-egyenlet: az Euler-egyenlet vonalmenti integrálja az áramlási tér két pontja között.

Stacioner, súrlódásmentes, adiabatikus áramlás Bernoulli-egyenlet stacionárius áramlás esetén, potenciálos erőtérben, áramvonalon integrálva:

Az egységnyi tömeg áramoltatásához szükséges szivattyúteljesítmény állandó keresztmetszetű esetben anyagmegmaradás törvénye → kontinuitási egyenlet ha ρ = állandó

Súrlódásos, hőszigetelt (adiabatikus) áramlás Áramlási veszteség, hidraulikai ellenállás

Néhány gyakran előforduló áramlási szelvény hidraulikailag egyenértékű átmérőjének meghatározása

Sebességeloszlás a csőkeresztmetszetben lamináris turbulens (n=1/7) lamináris: n=1 turbulens:

az összefüggés neve az áramlás jellege érvényességi tartomány egyenlet Hagen- Poiseuille laminárisRe<Re kr Re kr = (Re kr =f(k/d)) Blasiusturbulens, hidraulikailag sima cső Re kr < Re < 10 5 Prandtl- Nikuradse turbulens, hidraulikailag sima cső Re kr < Re < 3,4*10 6 Kármánturbulens, érdes cső Re határ < Re Colebrook- White érdes cső turbulens átmeneti tartomány Re kr < Re Rouseturbulens határgörbe A csősúrlódási tényező számítására szolgáló összefüggések

Anyag és technológiaA cső állapotak, mm Húzott cső üvegből, vörös vagy sárgarézből, bronzból, alumíniumból, vagy hasonló könnyűfémből, műanyagból stb. új, hidraulikailag sima0 (sima)…0,0015 Húzott acélcső új0,01…0,050,04 (0,02…0,10) hosszabb használat után tisztítva -0,15…0,20 gyengén rozsdás és/vagy csekély lerakódás -0,40 erős lerakódás -…3,00 Hegesztett acélcső új0,6…0,10 új, bitumenezett-0,05 használt és tisztított-0,15…0,20 egyenletes, gyenge rozsda 0,15…0,20…0,40 csekély lerakódás 0,15…0,201,00…1,50 erős lerakódás …3,002,00…4,00 Horganyzott acélcsőlerakódás nélkül0,12…0,15 0,15 Öntöttvas csőúj0,250,26…1,00 új, bitumenezett0…0,120,10…0,15 rozsdás1,501,00…1,50 erős lerakódás3,001,50…4,00 Azbesztcement cső0…0,150,05…0,10

A jelleggörbe szerkesztés lépései A szerkesztés kétféle szemléletben folyhat: –csak az első síknegyedben (klasszikus szerkesztési mód) –négy síknegyedben az egyes elemek jelleggörbéjének megállapítása a hálózat párhuzamos és soros elemekre bontása részeredők szerkesztése, rekurzív módon a teljes rendszer eredőjének megszerkesztése a rendszer térfogatárama: ahol a rendszer eredő nyomáskülönbsége =0 (négy síknegyedben való szerkesztésnél) rész-térfogatáramok és nyomáskülönbségek meghatározása Nem minden hálózatnak szerkeszthető meg a jelleggörbéje! (Pédául: „Tichelmann-kapcsolás”)

soros kapcsolás párhuzamos kapcsolás

Nyomásdiagram kétvonalas nyomásdiagram (vezetékpár nyomásviszonyai) a vízszintes tengelyen a nyomvonalhossz, a függőleges tengelyen a nyomás a vezetékben a közeg a csökkenő nyomás irányába áramlik ott van töréspont a nyomásvonalban, ahol a fajlagos nyomásveszteség (S’; Δp/l; dp/dl) megváltozik: –betáplálás/elvétel –átmérő megváltozása –(csőanyag változása) „lépcső” a nyomásdiagramban: koncentrált nyomáscsökkenés/ /nyomásnövekedés: –jelentős alaki ellenállás, amelynek hossza elhanyagolható –szivattyú a vezetékpárra csatlakozó fogyasztók rendelkezésére álló nyomáskülönbség a nyomásvonalak metszékbeli különbségével egyenlő

Beszabályozás Az egyes fogyasztókra jutó nyomáskülönbség kiegyenlítése a nyomáskülönbség-többlet fojtásával. Statikus beszabályozás Állandó fojtás, aminek értékét a beszabályozási folyamat során állítjuk be. Dinamikus beszabályozás Változó mértékű fojtással állandó nyomáskülönbség fenntartása a fogyasztó számára.

Köszönöm a figyelmet!