Введение к работе
Актуальность пмы. Увеличение пропускной способности систем водоснабжения, создание условий для предотвращения зарастания внутренней части трубопровода, улучшение санитарного состояния сетей - приоритетные задачи как в гидравлике, так и в водоснабжении.
Научная и техническая общественность в течение длительного времени решала одну из главных задач - снижение гидравлических сопротивлений. Подтверждением этого является применение поверхностно-активных веществ (ПАВ) при решении соответствующих проблем в разных областях техішки.
Не менее важными являются попытки увеличения сроков службы трубопроводов путем применения различных покрытий и материалов труб.
Все это позволит снизить затрачиваемую мощность, а также достичь увеличения долговечности и надежности системы в целом.
Решению всех перечисленных задач, прямо или косвенно, посвящена настоящая диссертация.
Одним из актуальных путей совершенствования систем водоснабжения является применение труб, покрытых эмалью.
Цель работы заключается в: - получении расчетной зависимости для определения потерь давления на трение ігри движении воды в трубах, покрытых эмалью;
использовании полученных зависимостей для совершенствования гидравлического расчета водопроводящих систем из труб, покрытых эмалью;
изыскании путей уменьшения затрачиваемой мощности и возможности сокращения сроков строительства скважин применением эмалированных бурильных труб.
Поставленные цели выполнялись решением различных задач:
Получение зависимости для расчета коэффициента гидравлического сопротивления Л на основе гипотезы скольжения по стенке трубы, покрытой эмалью, результатов экспериментальных исследований, а также степенного и логарифмического законов распределения скоростей и формулы Дарси-Вейсбаха.
Использование полученной формулы для определения Я при проектировании водоводов и магистральных сетей.
Решение задачи по движению жидкости в кольцевом пространстве при условии, что поверхность внутреннего цилиндра покрыта эмалью.
Определение гидродинамического давления при спускоподъемных операциях в случае, если внешняя поверхность бурильной колонны имеет эмалевое покрытие.
Научная новизна диссертации заключается в:
решении задач гидродинамики турбулентного режима течения при условии, что скорость жидкости на поверхности трубы больше нуля;
- определении потерь давления на трение при движении вязкой жидкости
в пространстве между двумя концентрично расположенными и неподвижными
цилиндрами при условии, что скорость на внешней поверхности цилиндра
больше нуля; <
определении давления у нижнего торца движущегося цилиндра в скважине при наличии проскальзывания жидкости на поверхности подвижной трубы.
Практическая значимость. Сравнение гидродинамических соотношений, полученных при использовании новых стальных и покрытых эмалью труб, показало, что происходит:
снижение потерь давления в 1,57 раз; увеличение пропускной способности в 1,29 раз; уменьшение диаметра трубопровода в 1,1 раз; снижение металлоемкости в 1,21 раз.
Выигрыш от использования эмалированных труб становится более весомым при сравнении соответствующих показателей для старых стальных труб.
Использование труб, покрытых эмалью, в кольцевых сетях различной протяженности, показало снижение потерь давления в пределах 2,91-4,99 раз в зависимости от числа колец и расхода подаваемой жидкости.
Апробация работы. Основные результаты работы обсуждены и одобрены на следующих конференциях и семинарах:
всероссийская научно-техническая конференция «Экология, инженерные системы, сооружения и технологии» (г. Пенза, 1997 г.); IV международная научно-практическая конференция «Вопросы планировки и застройки городов» (г. Пенза, 1997 г.);
международный научно-практический семинар семинар «Энергосбережение в промышленно-хозяйственном комплексе» (г. Пенза, 1998 г.);
- международная научно-практическая конференция «Хозяйственно пить
евая и сточные воды: проблемы очистки и использования» (г. Пенза,
1999 г.);
всероссийская научно-практическая конференция «Теория, практика и перспективы использования труб, покрытых эмалью» (г. Пенза, 1999 г.); международный научно-практический семинар «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах (г. Пенза, 2000 г.);
II международная научно-практическая конференция «Теория, практика и перспективы использования труб с различными покрытиями» (г. Пенза, 2000 г.). Публикации. По материалам диссертации издано одно учебное пособие
«Гидродинамика труб, покрытых эмалью». Пенза, ПГАСА, 2000, 10 п.л., и 20
научных статей в центральной печати.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из
введения, пяти глав, списка литературы из 56 наименований. Содержит 90
страниц машинописного текста, 20 таблиц, 11 рисунков.