К вопросу определения гидравлических сопротивлений тройников металлополимерных трубопроводов

Цель исследований – экспериментальное определение гидравлических сопротивлений несимметричных равнопроходных тройников с углом α=90° в металлополимерном трубопроводе, выявление зависимостей значений коэффициентов местных сопротивлений ζ от соотношения расходов прямого прохода Q₂ и расходов сборного рукава Q₃, их сравнение с существующими справочными данными и теоретическими зависимостями. В статье приведены результаты экспериментов и анализа по определению гидравлических сопротивлений в металлополимерном трубопроводе, метод теоретического определения коэффициентов сопротивлений в металлополимерном трубопроводе VALTECISO и метод определения значений коэффициентов местных гидравлических сопротивлений несимметричного равнопроходного (приточного) тройника с углом α=90°. Представлены полученные эмпирические зависимости значений коэффициентов местных сопротивлений ζ=f(Q₂/Q₃) в несимметричном равнопроходном тройнике с углом α=90° в металлополимерном трубопроводе от соотношения разделяемых расходов Q₂/Q₃ в ответвление вверх, на проход в прямом тройнике и деление потоков при различных внутренних диаметрах трубопровода VALTECISO для диапазона чисел Рейнольдса Re =1⋅10⁴ ÷ 3,2⋅10⁴. Произведено сравнение полученных эмпирических зависимостей со справочными данными по формулам и экспериментальными данными для стандартных тройников с угломα = 90° и тройников из ковкого чугуна на резьбе α = 90° при делении потоков жидкости.

1. Cisowska I., Kotowski A. Studies of hydraulic resistance in polypropylene pipes and pipe fittings // Foundations of Civil and Environmental Engineering. 2006. № 8. Pр. 37-57.

2. Siwiec T., Morawski D., Karaban G. Experimental tests of head losses in welded plastic fittings // GazWodaTechnikaSanitarna. 2002. № 2. Pр. 49-68.

3. Kutukov S.E., Golianov A.I., Chetvertkova O.V. The establishment of pipeline hydraulics: retrospective of researches of hydraulic losses in pipes // OIJ. 2019. Iss. 7. Pр. 128-133. DOI: 10.24887/0028-2448-2019-7-128-133.

4. Lal A., Morawski D., Chalecki M. Hydraulic and Technological Investigations of a Phenomenon Responsible for Increase of Major Head Losses in Exploited Cast-Iron Water Supply Pipes //Water. 2021. № 13. P. 1604. https://doi.org/10.3390/w13111604.

5. Грачев И.Г. Справочник по расчетам гидравлических и вентиляционных систем / Низовцев В.М., Пирогов С.Ю. и др. СПб.: АНО НПО «Мир и семья», 2001.1154 с.

6. Handbookof Hydraulic Resistance, 3rd Edn. By I.E. Idel chik. // Journal of Fluid Mechanics. 1998. Vol. 354. Pр. 376-378.

7. Ковалев-Кривоносов П.А., Зюбан В.А., Умбрасас М. – Р.А. Рекомендации по компоновке отводов и арматуры в составе блоков и агрегатов судовых систем. Вып. 285. // Сборник НТО им. А.Н. Крылова. Л.: Судостроение, 1978. С. 95-100.

8. Kalenik М., Chalecki М., Wichowski P. Real Values of Local Resistance Coeffi cientsduring Water Flow through Welded Polypropylene T-Junctions // Water. 2020. № 12(3). P. 895. DOI: 10.3390/w12030895.

9. Kalenik M. Empirical Formulas for Calculation of Negative Pressure Difference in Vacuum Pipelines // Water. 2015. № 7(10). Pр. 5284-5304.

10. Kalenik M. Real Values of Local Resistance Coefficient During Flow of Water Through Welded Polypropylene Elbows // Ochr. Sr. 2019. № 41.Pр. 23-30.

11. Wichowski P., Siwiec T., Kalenik M. Effect of the Concentration of Sand in a Mixture of Water and Sand Flowing through PP and PVC Elbows on the Minor Head Loss Coefficient // Water. 2019. № 11. Pр. 828.

12. Basset M., Winterbone D., Pearson R. Calculation of steady fl ow pressure loss coeffi cients for pipe junctions // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 2001. Pр. 861-881.

13. Costa N.P., Maia R., Proença M.F., Pinho F.T. Edge effects on the flow characteristics in a 90 deg Tee junction // Journal of Fluids Engineering. 2006. Vol. 128, Iss. 6. Pр. 1204-1217. https://doi.org/10.1115/1.2354524.

14. Li A., Chen X., Chen L., Ga R. Study on local drag reduction effects of wedge-shaped components in elbow and T-junction close-coupled pipes // Building Simulation. 2014. № 7(2). Pр. 175-184. DOI: 10.1007/s12273-013-0113-z.

15. Koka F., Myoseb R., Hoffmannb K.A. Numerical assessment of pulsatile flow through diverging tees with a sharp and round-edge junction // International Journal of Heat and Fluid Flow. 2019. Vol. 76. Pр. 1-13. DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2019.01.008.

16. Kalenik M. Real values of local resistance coefficient during flow of water through welded polypropylene elbows // OchronaSrodowiska. 2019. Vol. 41, Is. 1. Pр. 23-30.

17. Kalenik M., Witowska B. Research of local hydraulic resistance in PVC fittings // ACTA Scientiarum Polonorium. Architectura. 2007.Is. 6 (3). Pр. 15-24.

18. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник. 5-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2015. 656 с.: ил.

19. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Использование значений точности на практике. Введ. 2002-04-23.М.: Изд-во стандартов, 2002. 43 с.

20. Kalenik М., Chalecki М., Wichowski P. Real Valuesof Local Resistance Coefficientsduring Water Flowthrough Welded Polypropylene T-Junctions // Water. 2020. № 12(3).Pр. 895. DOI: 10.3390/w12030895.

21. Kalenik M., Witowska B. Research of local hydraulic resistance in PVC fittings // ACTA Scientiarum Polonorium. Architectura. 2007.Is. 6 (3). Pр. 15-24.

22. Weinerowska-Bords K. Experimental analysis of local energy loss coefficients for selected fittings and connectors in polymeric multilayer pipe systems // Instal. 2014. № 6. Pр. 42-49.

23. Rennels D.C., Hudson H.M. // A Practical and Comprehensive Guide; John Wiley Sons, Inc.: Hoboken, NJ, USA, 2012. 320p.