10.8. Пропускная способность шлангов

10.8. Пропускная способность шлангов

В водолазной практике приходится подавать по шлангам и трубопроводам воздух и газовые смеси на вентиляцию скафандров, водолазных колоколов и др. В большинстве случаев отношение длины шланга к его диаметру очень большое, а течение воздуха происходит при незначительном перепаде температур в шланге, поэтому гариближени о расчет воздухо- и газопроводов можно производить исходя из условий изотермического падения давления при подаче газа к месту потребления.

Расход воздуха в шланге при нормальной температуре и изотермическом процессе, отнесенный к давлению на входе шланга:

где Q₁ – расход сжатого воздуха в шланге, отнесенный к давлению на входе, м³/ч;

6 – коэффициент расхода, м³/ч;

p₁ – абсолютное давление воздуха на входе шланга, кгс/см²;

р₂ – абсолютное давление воздуха на выходе шланга, кгс/см².

Расход воздуха в шланге, отнесенный к давлению на выходе:

где Q₂ – расход сжатого воздуха в шланге, отнесенный к давлению на выходе, м³/ч. Расход воздуха в шланге, отнесенный к атмосферному давлению:

где Q – расход свободного воздуха в шланге, м³/ч. Значения коэффициента расхода приведены в табл. 10.8 и рассчитаны для воздуха из условий коэффициента сопротивления Л = 0,01 (табл. 10.9). Для других значений коэффициента сопротивлений коэффициент расхода пересчитывается по формуле

где 0 – коэффициент расхода при заданном значении X, м³/ч; ? – коэффициент расхода при Л = 0,01, м³/ч; Л – заданное значение коэффициента сопротивления.

Таблица 10.8. Коэффициенты расхода воздуха резиновых шлангов (? в м³ /ч при Л =0,01)

Таблица 10.9. Коэффициенты сопротивления резиновых шлангов

Потеря давления в шланге, иначе перепад давления, или разность между давлениями воздуха на входе и выходе шланга в кгс/см³

Грубые прикидочные значения расхода сжатого воздуха в шлангах, отнесенные к давлению на выходе при Л=0,01, могут быть получены из номограммы (рис. 10.9).

Пример 10.27. Определить расход воздуха в новом шланге без перегибов с внутренним диаметром 10 мм и длиной 160 м, если абсолютное давление на его входе 30 кгс/см². а на выходе 12 кгс/см².

Решение. Из табл. 10.8 для d=10 мм и L =160 м находим О=6,15 м³/ч.

Расход сжатого воздуха на входе шланга по (10.53)

Расход сжатого воздуха на выходе шланга по (10.54)

Рис. 10.9. Номограмма для определения пропускной способности шлангов Q2 в зависимости от его длины L, внутреннего диаметра d и отношения давлений газа на входе и выходе р1/р2

Расход свободного воздуха по (10.55) Q – 30*5,6 = 168 м³/ч.

Пример 10.28. По данным предыдущего примера определить расход воздуха в старом шланге с потрескавшейся резиной и перегибами.

Решение. Из табл. 10.9 принимаем значение Л = 0,02 и делаем пересчет:

Пример 10.29. Определить расход воздуха в шланге, если абсолютное давление на входе шланга 30 кгс/см², на выходе – 12 кгс/см², внутренний диаметр шланга 14 мм, длина 40 м. Шланг новый.

Решение. По номограмме (рис. 10.9) имеем для p₁/p₂ = 30: 12=2,5 расход сжатого газа на выходе шланга Q₂ = 70 м²/ч.

Расход свободного воздуха в шланге по (10.55)

Q = 12-70 = 840 м 3 /ч.

Пример 10.30. Проверить возможность подачи 300 м³/ч свободного воздуха в балластную цистерну на глубине 190 м по шлангу диаметром 19 мм и длиной 400 м при давлении на входе 29 кгс/см² по манометру, если шланг имеет много перегибов и шероховатую внутреннюю поверхность.

Решение. Абсолютное давление на входе шланга p₁ = l + 29 = 30 кгс/см², абсолютное противодавление воды на выходе

шланга р^B =1+0,1*190 = 20 кгс/см². Для шланга a = 19 мм, L = 400 м и Л=0,01 находим из табл. 10.8 коэффициент расхода 0 =19,7 м³/ч. Принимаем коэффициент сопротивления из табл. 10.9 Л =0,25. Пересчитываем коэффициент расхода

Перепад давления по (10.57)

Абсолютное давление воздуха на выходе шланга

р₂ = р₁ – Ар = 30 – 12 = 18 кгс/см² .

Так как р₂ = 18 < P^B = 20, то заданный расход воздуха не обеспечивается. По данному шлангу и заданному давлению на входе возможно обеспечить следующий расход воздуха по (10.55)

11. Характерные способы выполнения работ водолазами