Eksperymentalna analiza współczynników oporów lokalnych dla wybranych kształtek i złączek w systemach rur wielowarstwowych

• Autorzy: Weinerowska-Bords K.

Warianty tytułu

EN

Experimental analysis of local energy loss coefficients for selected fittings and connectors in polymeric multilayer pipe systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł poświęcony jest analizie wartości współczynników oporów lokalnych dla wybranych kształtek i złączek pracujących w instalacjach z rur wielowarstwowych z tworzyw sztucznych. Badaniom poddano elementy o średnicach DN16, DN20, DN25, powszechnie wykorzystywane we współczesnych instalacjach sanitarnych. W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań laboratoryjnych (dla rozszerzeń, kolanek i trójników) oraz ich porównanie z wartościami analogicznych współczynników dostępnymi w literaturze i katalogach producentów. Badania wykazały, że – wbrew powszechnie przyjętym założeniom – współczynniki oporów lokalnych nie przyjmują wartości stałej, ale zależą od średnicy, szczegółów konstrukcyjnych, liczby Reynoldsa oraz innych czynników, np. stosunku natężeń przepływu w przypadku trójników. Uzyskane wartości współczynników strat znacząco przewyższały wartości publikowane w katalogach oraz wykazały duże zróżnicowanie pomiędzy wartościami dla analogicznych elementów pochodzących od różnych producentów. Z tego powodu podawanie w katalogach jednej wartości współczynnika oporu dla bliżej nieokreślonej wartości Re lub też korzystanie z „uniwersalnych” wartości współczynników strat lokalnych (często bazujących na badaniach jeszcze z ubiegłego wieku), często uniemożliwia prawidłowe określenie strat energii.

EN

The paper is devoted to the analysis of local energy loss coefficients for selected fittings and connectors in polymeric multilayer pipelines. In the study, the elements of DN16, DN20, DN25 diameters, commonly used in contemporary sanitary systems, were analyzed. The paper presents the selected results of laboratory tests (for extensions, elbows and junctions), and compares them with the values of the corresponding coefficients available in the literature and catalogs of manufacturers. Studies have shown that - contrary to generally accepted assumptions - local energy loss coefficients do not take a constant value, but depend on the diameter, the construction details, the Reynolds number, and other factors such as discharge ratio in the case of junctions. The obtained values of loss coefficients significantly exceeded the values published in catalogs and showed large variation between the values for the corresponding elements from different manufacturers. Therefore, publication in catalogs of one single value of the loss coefficient for the unspecified value of Re, or application of "universal" values of the coefficients from literature (often based on the studies yet of the last century), may case the proper determination of energy losses impossible.

Słowa kluczowe

PL

przepływy pod ciśnieniem; straty energii mechanicznej; współczynniki oporów lokalnych; badania laboratoryjne

EN

pressurized flows; mechanical energy losses; local energy loss coefficients; laboratory tests

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 42--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Weinerowska-Bords K.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Czetwertyński E., Utrysko B. (1969): Hydraulika i hydromechanika, PWN, Warszawa.
• [2] Grabarczyk Cz. (1997): Przepływy cieczy w przewodach. Metody obliczeniowe, Envirotech, Poznań.
• [3] Sawicki J. M. (2009): Mechanika przepływów, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej. Gdańsk
• [4] Puzyrewski R., Sawicki J. M. (1987): Podstawy mechaniki płynów i hydrauliki, PWN, Warszawa
• [5] Antonowicz J., Nowakowski E. (1982): Straty ciśnienia w rurociągach ze szkła technicznego, artykuł dostępny na : www.os.not.pl/docs/czasopismo, 27-30.
• [6] Kotowski A., Wojtowicz P. (2005): Podstawy metodologiczne badań parametrów hydraulicznych ciśnieniowych rurociągów i kanałów z tworzyw sztucznych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna Nr 1. 18-24
• [7] Kotowski A., Cisowska I (2003): Wstępne wyniki badań oporów przepływu cieczy w rurociągach i kształtkach z polipropylenu,Gaz, Woda i Technika Sanitarna Nr 11, 368-393.
• [8] Strzelecka K., Jeżowiecka-Kabsch K. (2008): Rzeczywiste wartości współczynnika oporów miejscowych podczas przepływu Wody przez skokowe rozszerzenie rury, Ochrona Środowiska. Vol 30. Nr 2, 29-33.
• [9] Lee T. S. (1990): Numerical studies of fluid flow through tubes with double construction, International journal for Numerical methods in Fluids, Vol. 11, 1113-1126.
• [10] Serre M, Odgaard A. J., Elder R. A. (1994): Energy Lass at Combining Pipe Junctions. Journal of Hydraulic Engineering. Vol. 120, no. 7, 808-830.
• [11] Mizushima J., Shiotani Y. (2001): Transitions and Instabilities of flow of symmeric channel with suddenly expanded or contracted part, Journal of Fluid Mechanics. Vol. 434. 355-369.
• [12] Hawa T., Rusak Z. (2001): The dynamics of laminar flow in symetric channel with sudden expansion, Journal of Fluid Mechanics. Vol. 426, 283-320.
• [13] Grabarczyk Cz., Kalenik M., Siwiec T. Morawski D. (2001): Eksperymentalne badania liniowych oporów hydraulicznych ciśnieniowych przepływów ścieków w rurach PVC i PE-Gamrat, Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Budownictwo. Nr 40/2001, 29-37.
• [14] Grabarczyk Cz., Kalenik M., Siwiec T., Morawski D. (2001): Opory hydrauliczne w kanalizacji ciśnieniowej, Rynek Instalacyjny. Nr 1/2/2001,6-9.
• [15] Wichowski P., Kalenik M., Siwiec I., Morawski D (2011): Wyznaczanie współczynników oporów hydraulicznyeh w rurach PE i PVC stosowanych w kanalizacji ciśnieniowej, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 7/2011, 17-27.
• [16] Siwiec T., Wichowski P., Kalenik M., Morawski D. (2012): Analiza porównawcza wzorów na obliczanie współczynnika strat liniowych w rurociągach z tworzyw sztucznych przy przepływie wody i ścieków, Instal. Nr 7/8, 52-57.
• [17] Wichowski P., Siwiec T., Kalenik M., Morawski D. (2012): Badania współczynników oporów liniowyeh w rurach PVC i PE podczas przepływu ścieków o różnych stężeniach zawiesiny, Instal.Nr 10, 55-59.
• [18] Pełka H., Kotowki A (2003): O celowości badań opornosci hydraulicznej rurociągów przed oczyszczaniem bądź renowacją, Instal, Nr 11, 2-5
• [19] Hołota E, Kowalska B. Kowalski D. (2013): Badanie współczynników chropowatości zastępczej wybranych rurociągów rzeczywistej sieci wodociągowej. Instal, Nr 9, 61-64.
• [20] Cisowska T., Kotowski A. (2004): Straty ciśnienia w układach kształtek z polipropylenu, Gaz, Woda i Technika Sanitarna Nr 10, 340 - 345
• [21] Jeżowiecka-Kabsch K., Szewczyk H., Wędrychowicz W. (2004): Struktura pulsującego przepływu przez rurę z kryzą, Inżynieria Chemiczna i Procesowa, Nr 25, 155-168
• [22] Jeżowiecka-Kabsch K., Strzelecka K. (2005): Problemy opisu struktury przepływu wody w przewodach z nagłymi rozszerzeniami i zwężeniami przekroju. Ochrona Środowika, R. 27, Nr 1, 23-27
• [23] Kalenik M., Witowska B. (2006): Eksperymentalne badania miejscowych oporów hydraulicznych w kształtkach żeliwnych , Acta Scientarium polonorum, Architektura 5(2). 31 -43
• [24] Kalonik M., Witowska B. (2007): Badania miejscowych oporów hydraulicznych w kształtkach PVC. Acta Scientiarium Polonorum. Architektura 6(3). 15-24.
• [25] Brydak-Jeżowiecka D., Jeżowiecki J., Nowakowski E. (1996) Opory miejscowe w instalacjach wodociągowych z tworzyw sztucznych. Gaz, Woda, Technika Sanitarna, Nr 2/1996, 64-72
• [26] Grajper P., Smołka J. (2010): Eksperymentalne i numeryczne określenie miejscowych strat ciśnienia w kolanach 90° instalacji wodociągowych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. Nr 7-8, 13-19.
• [27] Siwiec T., Morawski D., Karaban G. (2002): Eksperymentalne badania oporów hydraulicznych w zgrzewanych kształtkach z tworzyw sztucznych. Gaz. Woda i Technika Sanitarna, Nr 2/2002, 49-68
• [28] Gietka N. (2013) Doświadczalna i teoretyczna analiza współczynników oporów lokalnych na kolankach w systemach przewodów wielowarstwowych (praca dyplomowa magisterska) Politechnika Gdańska. Gdańsk
• [29] PN-76/M-34034. Rurociągi. Zasady obliczeń strat ciśnienia
• [30] PN-EN 1267:2002 Armatura Przemysłowa. Badanie oporów przepływu wody.