Сайт малая энергетика Розин М.Н. Будяк Д.В.


Украина

Минск - это не договор, а акт о капитуляции

Какая идеология склеит Украину

Безвиз, Киевская Русь и украинский этнос

Украина не станет аграрной державой. Чипореволюция.

Как выдать пенсии пенсионерам на Донбассе?

Мифы украинской энергореформы

Тревожное будущее с/х Украины

Дефицит бюджета Украины 35 - 74 %

Импотентность украинского государства и общества

Как утеплить жилище? 87 предложений

>

Главная

Пара слов об авторе

Что такое киловатт-час?

Потребление энергии в частном доме

Правда жизни: без топлива - никак

Возможен ли вечный двигатель?

Как искать патенты

Энергия ветра

Самодельный генератор на постоянных магнитах

Самодельный ветряк с лопастями из шпона

Статья о древесных гранулах и сравнении их с другими видами топлива

Самодельная ветроустановка с вертикальной осью вращения

Самодельный трех лопастный ветряк с автомобильным генератором переделанным на постоянные магниты

Самодельный автоматический котел на древесных гранулах

Самодельный ветряк с лопастями из алюминиевой трубы с самодельным генератором

Самодельный тихоходный ветряк

Схема электрическая тихоходного ветряка

Самодельный ветряк с самодельным генератором

Ветряк в сельском доме - опыт и раздумья

Книги, архивы метеоданных

Наш ветряк с задней ступицей от ВАЗ-2109, доклад, авг 2012, pdf

Наш ветряк - доклад, фотографии и смета (zip)

Возобновляемая энергетика на Родосе

Теория идеального ветряка или в чем ошибка Владимира Сидорова

Знак вопроса

Перевод инструкции к программе Profili

Быть или не быть?

Ветрогирлянды

Что такое число Рейнольдса?

Теория паруса

Теория идеального ветряка

Расчет лопастей ветряка

Старинный ветряк, сохранившийся в курском областном музее.

Вопросы по расчету лопастей

Расчет минимального ветра, необходимого для страгивания ветряка

Концентраторы ветрового потока

Ветровая энергия для дома

Оптимальный угол атаки в ветряке

Винт-турбина

Поляры плоской пластины и желобков, а также GOE417A

Как изготовить деревянные лопасти для ветряка

Программа для трансформации профилей

Идеальный коэффициент использования энергии ветра.

Г. X . САБИНИН ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ВЕТРЯКА

Программа для расчета потерь напора

Парашютный ветряк

Энергия воды

Энергия равнинных рек - что ждать?

Самодельная мини гидроэлектростанция Кимкетовых

Принцип работы гидротарана и расчетные формулы.

Статья из довоенной технической энциклопедии про гидротаран.

Самодельная микро ГЭС. Часть 1. Напорная установка

Теория и расчет напорной микро ГЭС

Теория и расчет пропеллерной проточной микро ГЭС

Турбина Пельтона. Физика работы и основные формулы.

Энергия Солнца

Несколько слов об энергии Солнца

Возобновляемая энергетика на Родосе

Электрооборудование

Сложности при изучении магнетизма.

Как измерить характеристики неизвестного магнита?

Расчет магнитного поля в железе генератора.

Расчет бандажа для постоянных магнитов

Электрогенераторы ВИНДЭК для ветряков и микро ГЭС

Электрические характеристики велосипедного генератора

Электрические характеристики генератора Г303В

Определение внутреннего сопротивлениия генератора

Устройство автомобильных генераторов

Книги и ссылки

Авторское право

Карта сайта

__________

 


>> Энергия ветра >> Расчёт потери напора

Ерохин Владимир Викторович - математик из Тореза
Уникальное открытие. Ерохин В.В. из Тореза нашёл продольную силу в магнетизме Подробнее


На основании формул, собранных в этой статье,
составлена небольшая программа для расчета потерь давления
в трубах отопления и водоснабжения, в вентиляционных каналах,
в речных руслах и желобах.
Расчет в основном выполнен по книге
проф. А. В. Теплова Основы гидравлики М.-Л. Энергия 1965 г..
    Скачать програму Poteri_napora.xls 69 кБ.

Расчет потерь напора в водопроводных трубах, вентиляционных каналах, речных руслах

Поток воды, воздуха бывает ламинарным (т.е. спокойным, плавным, безвихревым) и турбулентным (завихренным). При малых скоростях потока движение ламинарно. При больших скоростях - турбулентно. Сопротивление движению в трубах при ламинарном характере намного меньше, чем при турбулентном. (В авиации, при внешнем обтекании крыльев и фюзеляжа картина обратная.). Граница перехода ламинарного течения в турбулентное определяется критическим числом Рейнольдса.

Для жидкости и воздуха формулы совершенно одинаковы. И совершенно неважно какие размеры потока. Прохождение потока воздуха по трубочке 5 мм диаметром, подающей воздух в аквариум, и течение Волги с километровой шириной русла подчиняются одним и тем же законам гидродинамики.

Для произвольной формы канала, по которому движется поток, число Рейнольдса равно:

Число Рейнольдса для произвольной формы канала

Формула вычисления числа Рейнольдса для произвольной формы канала

где:

v - скорость потока м/с
A
- площадь потока м2,
l - смоченный периметр м,
ν - кинематическая вязкость м2/с,
для воздуха ν = 0,000 014 м2/с,
для воды ν = 0,000 001 м2/с,
RG - гидравлический радиус равный отношению площади потока к смоченному периметру м.

Критическое число Рейнольдса, при котором ламинарный поток переходит в турбулентный, равно 239.

Для квадратных, полностью заполненных, труб число Рейнольдса равно:

Потери давления в квадратных трубах


 

Падение давления в прямоугольных трубахДля прямоугольных, полностью заполненных, труб число Рейнольдса равно:

Критические числа для квадратных и прямоугольных труб также равны 239.

Для круглых полностью заполненных труб число Рейнольдса другое :

При расчете числа Рейнольдса для круглых труб чаще всего подставляется не гидравлический радиус, а диаметр трубы, который в 4 раза больше гидравлического радиуса

Для избежания недоразумений необходимо знать какой характерный размер использовался для вычисления. Если в формулы подставляли гидравлический радиус, то надо надо сравнивать вычисленное значение Re с 239, а если подставляли диаметр круглой трубы, сторону прямоугольной трубы или диагональ, то критическое число будет 956.

Необходимо добавить, что число Рейнольдса довольно «размытый» показатель. На процессы турбулентности сильно влияют наличие первоначальной завихренности потока, шероховатость поверхности, форма тела, взаимодействующая с потоком. Поэтому указанные критические числа Рейнольдса равные 956 для круглых заполненных труб и 239 для остальных случаев не слишком точны. В литературе можно встретить значения, отличающиеся от приведенных, в 2 раза.. Кроме того существует широкая переходная область между ламинарным и турбулентным течением без четко выраженной границы, поэтому фиксация точки перехода во многом зависит от индивидуальности экспериментатора.

В программе для вычисления потерь напора для круглых труб подстваляется диаметр, а в остальных случаях, в отличие от методики Теплова, учетверенный гидравлический радиус. Это сделано для того, чтобы критическое число Рейнольдса во всех случаях получалось одиноково и равно 956.

Сопротивление движению жидкости для ламинарного течения пропорционально скорости движения потока, а для турбулентного течения пропорционально квадрату скорости движения. При турбулентном течении сопротивление в каналах с увеличением скорости растет значительно быстрее.

Падение давления в круглой трубе для ламинарного потока согласно формуле Пуазейля при Re<Reкр.:

где:

Δp - падение давления Па,
v - скорость потока м/с,
η - динамическая вязкость Па•с,
для воздуха η = 0,000 0182 Па•с,
для воды η = 0,001 Па•с,
L - длина трубы м,
D - диаметр трубы м,
Q - расход м3/с.

Скорость потока и расход связаны соотношением

Q = vA

где:
Q - расход м3/с,
v - скорость потока м/с,
A - площадь потока м2
.

Профессор А. В. Теплов в своей книге «Основы гидравлики» пишет, что с середины 19 века было предложено несколько сотен эмпирических формул для расчета сопротивления потоку. Приведенные здесь формулы разработаны профессором А. В. Тепловым в результате обработки экспериментальных данных. В формулах учитывается число Рейнольдса и шероховатость каналов. Ответственные, официальные расчеты предписывается считать по методике соответствующих ГОСТов, поэтому данная методика подходит для ориентировочных расчетов.

Падение давления в круглой полностью заполненной трубе для турбулентного потока при Re>Reкр.

Падение давления в трубе или русле произвольной формы для турбулентного потока при Re>Reкр. :

 

Где:

Δp - падение давления Па
ρ - плотность кг/м3
для воздуха ρ = 1,29 кг/м3,
для воды ρ = 1000 кг/м3,
v - скорость потока м/с,
ν - кинематическая вязкость м2/с,
для воздуха ν = 0,000 014 м2/с,
для воды ν = 0,000 001 м2/с,
L - длина канала м,
D - диаметр трубы м,
Q - расход м3
Δ - шероховатость м
RG = A/S - гидравлический радиус м.

 

Значения шероховатости Δ по проф. А. В. Теплову

Очень гладкие поверхности 0, 000 1 м
Тщательно остроганные доски, чистая штукатурка, стеклянные, латунные, медные, свинцовые и новые стальные трубы 0, 000 1 - 0, 000 2 м
Штукатурка, деревянные, бетонные, асбоцементные, и новые чугунные трубы 0, 000 2 - 0, 000 5 м
Нестроганые доски, стальные и чугунные б/у трубы, бетонные стенки 0. 000 5 - 0, 001 м
Хорошая кладка, клепаные трубы, канализационные трубы 0, 001 - 0, 002 м
Средняя кирпичная кладка, асфальтовая мостовая 0,002 - 0,005 м
Бутовая кладка, булыжная мостовая 0,005 - 0,01 м
Земляные каналы с хорошим содержанием 0,02 - 0,05 м
Реки 0,1 - 0,2 м
Реки с камнями, с водорослями более 0,2 м

Зависимость динамической и кинематической вязкости от температуры и давления.

Динамическая и кинематическая вязкозть связаны множителем плотности:

Где:

ν - кинематическая вязкость м2/с,
для воздуха ν = 0,000 0133 м2/с,
для воды ν = 0,000 00179 м2/с,
η - динамическая вязкость Па•с,
для воздуха η = 0,000 0172 Па•с,
для воды η = 0,00178 Па•с,
ρ - плотность кг/м3
для воздуха ρ = 1,29 кг/м3,
для воды ρ = 1000 кг/м3

Параметры даны для атмосферного давления при температуре 0 градусов Цельсия.

Динамическая вязкость воды практически не зависит от давления и нелинейно уменьшается при росте температуры. Табличные величины динамической вязкости до температуры 350 градусов Цельсия я нашел по адресу chillers.ru. Эти табличные величины можно аппроксимировать следующими формулами:

Где t - температура в градусах Цельсия.

График зависимости динамической и кинематической вязкости воды от температуры

График зависимости динамической и кинематической вязкости воды от температуры

Плотность воды с увеличением температуры падает по закону

Где:

ρ- плотность кг/м3,
t - температура по Цельсию

Динамическая вязкость воздуха сильно зависит от температуры и давления. При повышении давления увеличивается плотность воздуха, поэтому кинематическая вязкозть, получаемая делением динамической вязкозти на плотность очень сильно падает с увеличением температуры.

В книге Нестеренко А. В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха МВШ 1971 г. приводится формула динамической вязкости для воздуха

Где

t - температура по Цельсию
g = 9,81 м/с2,
для воздуха μ0 = 174·10-8 с = 114,
для пара μ0 = 90,2·10-8 с = 673.

На сайте www.dpva.info приведена таблица зависимости параметров воздуха от давления и температуры. График динамической вязкости построен по данным этой таблицы.

График зависимости динамической и кинематической вязкости воздуха от давления и температуры

График зависимости динамической и кинематической вязкости воздуха от давления и температуры

Этот график довольно точно аппроксимируется линейными уравнениями. Ошибка не превышает 2%.

Для вычисления кинематической вязкости необходимо знать плотность воздуха. Плотность газа рассчитывается по известному закону Клайперона:

Где

ρ- плотность кг/м3,
p - абсолютное давление Па,
R - газовая постоянная 287 Дж/(кгК)
t - температура по Цельсию.

Где

p - абсолютное давление Па,
t - температура по Цельсию.

 

29 ноября 2009 г.
Розин М.Н.

 

Украина

Минск - это не договор, а акт о капитуляции

Какая идеология склеит Украину

Безвиз, Киевская Русь и украинский этнос

Украина не станет аграрной державой. Чипореволюция.

Как выдать пенсии пенсионерам на Донбассе?

Мифы украинской энергореформы

Тревожное будущее с/х Украины

Дефицит бюджета Украины 35 - 74 %

Импотентность украинского государства и общества

Как утеплить жилище? 87 предложений

Аккумулирование

Аккумулирование и локальные энергосети

Электроэнергия из теплоаккумулятора

Газовые аккумуляторы

Энергия смешивания воздуха с водой

Энергия из воздуха: список ссылок и патентов"

Моя модель энергетической башни (видео)

Дождливые башни - не всё так страшно

Дождливая башня превращается в ледянящую

Электричество из тепла

Правда жизни: без топлива - никак

Промышленно выпускавшиеся двигатели Стирлинга

Двигатель стирлинга мощностью 44 вт

Моя программа расчёта Стирлинга

Книга Уолкера по двигателям Стирлинга

Расчёт криокулера с циклом Стирлинга (djvu)

Модельный Стирлинг из пробирки

Ищем активные сообщества по Стирлингам

Как сделать маленькую паровую машину, 1913 год

Как сделать мощную паровую машину, 1913 год

Мощные промышленные паровые машины Spilling, pdf

Термоэлектричество

Теория вихревых турбомашин, tif

Сайт Дубинина В.С.

ДВС

Вода в бензине - из истории вопроса

Взрыв пыли - к вопросу о твёрдотопливном ДВС

Проектируем свой Стирлинг

Заглавная страница проекта Стирлинга

Про уплотнения из графита

Отчёт о состоянии проекта – июнь 2015

Техническая концепия системы

Экономическая концепия проекта

Водород в двигателе Стирлинга

Журнал изменений проекта

Ищем активные сообщества по Стирлингам

Моя программа расчёта Стирлинга

Самодельные топливные элементы

Топливные элементы с прямым окислением угля (DCFC)

Оригинальная статья автора изобретения (1896 год) в Русском переводе

Опыты фирмы SARA

Обзор зарубежных публикаций

Мои опыты по DCFC в 2005 г.

Состояние работ на сентябрь 2010 года

Лабораторная работа N1 (Open Office)

Дневники некоторых опытов

Методичка по изготовлению уголька(Open Office)

Программы для управления экспериментом

Программирование

Программы для опытов по DCFC/УТЭ

Введение в Common Lisp для профессионалов Delphi/SQL

Мой старый .emacs (utf-8)

Примеры метапрограммирования в программе Mathematica

__________


К началу страницы