Некруглые трубопроводы

Для транспорта жидкостей в ряде случаев используются трубопроводы некруглого сечения. В таких трубах возникает сложная структура потока, в частности вторичные течения. Рассмотрим пример.

На рис. 2.31 для треугольного сечения показаны линии равных скоростей и вторичные течения в плоскости поперечного сечения трубы. Накладываясь на продольное движение, вторичное течение непрерывно переносит количество движения по направлению к углам, в результате чего в угловых участках наблюдаются сравнительно высокие
продольные скорости.

Рис. 2.31. Линии постоянных скоростей (изотахи)

и вторичные течения в треугольной трубе

Такого рода структуры потока можно получить и для других некруглых сечений, используя компьютерные технологии. Зная профиль скоростей, можно определить коэффициенты гидравлического сопротивления и, как следствие, потери напора.

Однако в инженерной практике применяется более простое приближенное решение: для определения потери напора в некруглых трубах применяется формула Дарси – Вейсбаха. В этой формуле в качестве диаметра трубы используется эквивалентный диаметр:

(2.99)

Здесь , .

Для расчета коэффициента гидравлического трения l используются те же формулы, которые были приведены раньше для круглого сечения.

Таким образом, при гидравлическом расчете некруглых трубопроводов используется тот же алгоритм расчета, что и для круглых трубопроводов, но вместо диаметра принимается эквивалентный диаметр.

Для равностороннего треугольника разница между результатами точного решения и приближенного составляет не более 10 %.