4. ftyoraui-,, ika - stuba.skkchbi.chtf.stuba.sk/upload_new/file/chi-1/4 hydraulika.pdf · 2009. 9....

46
Lrrnn-rrtr]nr. I,ITETI,ATITITA [l] Vor.ron*(inr<, .R.: Zd,ldacly uy'yto(tft z, cltenlit:7t6 p$robi. elesl<os1or.er,*litl s]"iolt:d1ost . chemiclid,: Praha 1935 [2] tsnsrov, S. D.: 1'ecltn'icki, tlrcrn'iali:d. r)tipofty: S]{TL- Praha tgi6 [S] Klnaeoi.r-tl+c, ]I. Cn. ; Cltent,icl:ti tlrcrtnocl3lnattyiku: Nalilacl. 0.sAV- Prairtr 1g5B [4j Zuirovsrirl, V. S.: Tech,n'i{eslr:ajo te,r"inoclinrttiirira, (;6*ilJarstr-tnnoe jz-tlateJst'r'o tec]r- niko-teorertideskoj literatury: Mosl<r-a I I52 [5] HoucnN, O.A.-\V.q.Tson, I(. j\{.-Rrcerz, R. A.z Clrcmiccil Process Pt'i,rtce,.ples, John \\rilev et comp. INC.: Nev. forli 1956 [S] Cnortn&, H. 1\r.-DavrES, fl.: Chrtni<-aI Etryineerittg Ptvt",tice I 1'o1., Bltter'11'orths scientific publications : Lonclon 1956 [7] Hnnr-oY, Itr. J.-Br:renR, B.: Cltenuicul Engincetittg Calaild,lorzs, l\IcClral- - ]ljll Bcok comp. INC.: Neu'York 1959 [8] SmFrii, J. lW.-Vlr'r Nnss, I{. C.: Introdu.ctiott to Clrcmiccil, Engineeyittg Tlrcrrtodg- nam'ics, McGrau' - Hili Book eorrrp., INC.: Ne',r'Yorh 1g5g [9] l1'ennn, }{. C.-MErssNEl,, H. P,: lflrct'nroclynantics .fir Ctrcntt.cctl Engineel,s, John \lriiey et comp., INC.: Neu'York I95T [10] Ei.im, E.-Rusnn, A.: Iysikalni clrcmie -I.: Nalilaclatelstr-i ir.qA\t, Praha lg6tt 4. FTYORAUI-,, IKA Transport teliutin, t. j. kvapalin a lllynov, tvori velrni ddleiitri kapitoln chernici<dho iniinierstva,. Vo vddbine chennicklfch procesov sa, spra,cfva pl)'nrl)' alebo livapaliry. materid,l, ktoryi treba transportova,d v zd,vode, ba dokonca, niekedy aj na vaidsie vzdialenosf,i. Ekonomicky a technicky clokonale zvld,dnut, transport"tehutin m6Ze chemickf inZinier len vtedy, kecl 'pozn| a aplikuje zdlionitosti hyclrauliliv, ktor3i'mi sa tok telrrrtin riadi. Ovidr,danie z6,konitosl,ihtrclra,u.liky md, pr:e'chernick6ho inZiniera, egte dal-{i vyznarn. spodir.'ajirci v torn, ie pre vd,dlinu fyzikiulnych procesov sledo,vanych z hladiska chemickdho iniinierstv& je povaha'toku tehutin rozhodujricim I'aktoronr.. Preto bez znalosti zd,lioiritosti hydrauliky nemoino 4,11i navrhovatl, ani spr6,r'ne obsluhova,f v chemickej praxi tak6 teZnd zafiadenia, ako sri. vf- menniliy tepla, r'rirkovd pece, absorpdn6 kol6ny, destiladird a r:ektifihadnd zariadenia, filtre, usaclzo\rade, su6iarne & pod- V5etky tieto zariadeltia a, eite vela dbi5ich, ktorymi sa zaoberd,chenricli6 iirZinierst'vo, majfr spolodnfr vlast- rlost, ie pre efektivnosd a inienzitu olejov v'nich prebiehajfrcich pri v3etkej ich rdznorodosti je charakter toku tekutiir jedn;i?m z rozhodujfrcich faktorov. Z toho vychd,dzajfrc je opr':i,rrnen6 kon5tatovanie, ile'pre mnohd chemiclio- irriirrierslie v5?podty r16,uk& o tcku tekutin poskytuje najzd,kladnejSie vztahy. 4.1 ZAIiLADNE POJMY Poctr pojm ant telru,tizo bilclerne mad vidy na mysli Li,tku schopnri tiecf , t. j. hvapalinu aiebo plyn. Kaa.pali,n?/ sa od pl'snov oclii5ujir tyrn, Ze sfr prakticky nestladiteln6 a majir poriadkove vy5Siu hustotu. Pod ideri,lnou tekutinou l''udeme rozumiet tekutinu s nulovou hoclnotou viskozitv. Pri transporte ideirlnej teliutiny nedochd,dza k stratd,rn energie, ktor6 spdsobujri sily trenia. S ided,lnou tekutinou sa v praxi nestretneme, no jednako je vhodn6 zaviesd tento pojem. 4.1.1 Yiskozita tekutin Yi,skozi,ta je vlastnosd tekutin, litord, sa, prejavuje iba pri ich pohybe' Vysvetluje sa i,ru od,por proti prtlden,iu telcuti,ny potrubim, ako aj oclporproti,

Upload: others

Post on 28-Jan-2021

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • Lrrnn-rrtr]nr.

    I , I T E T I , A T I T I T A

    [l] Vor.ron*(inr

  • 1r0 IIynn-lu:l,rxr

    polryba telescc u tekutine. Odpor proti pohybu je za urditych podrnienok (lami-rrdrrry tok) spdsobovau;i vmitornfnr trenirn riastic teiiutiny. Nervton zviazalsilu odporu proti toku tekutinv, ktory je sp6sobeny vnirtornym tlenim dastics viskozitou tekutinv nasledovntirn vztahom:

    Z,(xr,rroNf PoJlrY

    Tabulka 4.2

    opn;.vxf sLr(:rNrrsr p ri ^{T6}IoviM KoNsr-rsrirr YIstioz,Ilr

    I 1 I

    Fff : - / r r{ #(4 .1 )

    (4 .2 )

    .l.cle tr't, je sila r,'nfrtom6ho trenia,A - stvdnd, plocha dvoch paralelnych vlstier- teliutitry,

    ck,r,/cl.u. - y3$:?l rychlosti, uiLivajrici zmenu r'lichlosti so vzdialenostou

    lt, -' lioeficient viskozity alebo krd,tlio visliozita tekutinv.

    Viskozita pr, definovanir, I{ervtonov;irn vzfahom (4.1), je tzv. tlynamickd.'o'iskozi.ta. Okrern nej pozn6,me e5te ki,ne'rnu,ticktl uisko:af're, definovanti vzfrr,hom

    lLy - -

    t)

    Hoclnoty viskozit mnohych l6tok rndieme nri,jst v techtricliych prirurSkrichalebo pli nedostatku irdajov z litelatfrry rndZerne ich urdit pomerne jednoduchoexpelimentd,lne pornocou rdznych typov vishozirnettov. Prakticklii vyznarnmajrh aj vztahy, pemocou ktor;ich moino viskozitu l.vpoditat,. Tak napr'. vis-l

  • Z,(rr..toxri PoJi\(v l 1 3'IfYoneulrt(a

    Na vypodet viskozity plynnej zmesi sa pouZiva vzdah

    t4q|Mm * pzrr l [wf f i a

    1+:,5.(##)

    (4 .6 )

    ( 4 . 7 )

    (+.s)

    (4.st1

    dt YLZovstA

    o, l r l t l r l t I

    r t r t t l l r r r , t , r , , l , , ' , 1 ' , , ' l ' r r ' 1 , r r . t [ , l t l r l I t I

    tt-)t )aooFsn t :

    "rllX{E1,, * rz / FtrTrr+ . . .

    kcle ,}f sfr m6lov6 irmotnosti zlotick, ?6 stl ich liritiokd teplot;'. Hod"not5'

    vfi'azov VMT; pre nielitor6 pi5'ny sfr uveden6 v tu,b. 4.3-

    I'abztXlw 4.J

    I IODNOTf J1?; ; N IEKTORfCH PLYNOV (ROVNICA 4 .1 t i )

    \riskozita suspenzii sa irodita zo vzotca'

    ! t rsz ts : WQ+ 4 ,5 Q)

    alebo( 1 \

    Ir.*u.*:. \f=6f 1 ur

    kcle prp je viskozita distej irvapalinv aA koncentrd,cia, tuhe j f6,zy; v;rjadrend, ako pomer objernu tuhej frl,z.,t

    k objemu livapaliny.Yztah (4.7) plati pre @

  • l14 Ifvoneulrre

    SUNADT\IC]I .Y, I- I(TI CII] .AITTT NA OBR. 4.1.I

    SURADNIC:E f( A }- K NO}IOGRAI\IIJ N-{ OBR.. ' . I I i

    Tabu.lkct 1.4

    Tabutka 4.5.

    P okt'a\ouanie t'ab. 4.6

    \r tornto vztahu, ktor;i plati iba pre plyny, j" A_, visl

  • Z.{.xr-enli6 PoJMY

    l;cle,rc je iubervolnri fyzikS,ina veiidina vplyvajfrca na.tok a.a, y, z sr'r srlratlnice'boclu, ku htordmu sa ilochrota velidiny u vztahuje.

    Naproti tomu neust6,leni' tok (nestaciond,my) je charaliterizor,-any vzla-hom

    (4.15)

    t 1 ?L l 6 I{yoneulnie

    I'abutka 4.6I{ODNOTA I(oNSTANTY c (ROVNICJA .I .20)

    Pl1.n cPpo c ' K t " c

    \rzducho 3N3H"

    ct"OH,NH*HCICO,cs"crd

    0,0t7090,0r870,01660,0094

    0,0129t ) ,01200.009('i0 .0 r370 ,0 I370 . 0 r r 70 ,0 r66

    1 1 4r 3 81 1 87t ,783,0

    32r5r 9 8a : t l I

    : i57:404 1 6t I 8

    0:- 300r5 -- r90r5 - r 00

    -20- 300- 60- 185

    13 - 1001 5 - 1 0 01 5 - r 8 413-- r00

    - 2 0 - 3 0 0r5 - - 100t 6 - 1 0 0

    Ztivislosf viskozity od te.ploty sa d6 urdid aj pomoc ort prt,u[,ououllo prouicllrr,Iined,mosti f'yzikS,hrych a technickych funkcii. l{a, zd,klade tohto pravicllrr

    toZno napfsat r.ztah

    zovany ty*, ie v5etky veiidiny vplyvajirce na tok, ako hustota, richlost,,

    ti*,le ai;cl.,"rn6iu rnenid svoju hoci.ilotlt otl rniesia k miestu, ale v uriitom mieste

    ma3'fa hodnotu std,lu, s dasom sa lrelnerriacti.. l.,fatematirriiy sa tento stav dti,

    vyjndri,.l t'ovnicou

    ru -: f ("i ', y, :) alebo $ : uO T

    cle ty,ratpt, sri teploty, pri:ktoryclr. poznd,me viskozihrt shfrmanej l6tkr. a?pt, 0p, - teplot.y, pri ktorych m:i Standarclnd, I6,tl

  • t 1 8 I{yonlulrre

    Mernnrilovi. nrlAxcr:r roKrr 1 1 9Pri lamind'rnom toku rfchlosd dastic tehutiny, pohybujfcich sa v jednotli-vych prrld'iciach. vzri,jomn""

    "orr.robeu")t;h;19'i*;". "lu"i.v.rii"isi"

    sa pohy_buiri dastice vvtvd,rajfrce prfidnicu umieitn"n,i .,;;fi;#t$:elh ie prt'rd'ica,vzdialeneisia od osi,potrubi?l.tlm je r;ichlosT dastic ju ;'t"6"Ericich mensia.'fekutina"v bezpros.iredn-ej riito*ti st"ien ngtr.ulia.sa pr.akticky-v6bec nepo-h.vbuie. Pridinou tohto irki,zu s?sily ilt":il;;ymi dastiee na seba vzd,jomrlep6sobia, a pri pohybe sa brzdia.sroxns odvodil y{ah'l) pomocolr ktor6ho sa cld, vypoditad rychlost pohyb*dastic v prridnici. vzdialenel'o^d osi potrubil;;,

    styku turbulentl".t?po-t-rrbui.'rcej teirutiny-s tuhog nepohybujr:lcou sa fd,zori,ale aj pri styku al

  • llyon,lur-rrre

    Hlavnou jednothou hmotirostn6ho prietoku je kg/s. l'Ielia sa r.$ak da,stoaj vo vedlaj5ich jednotkd,ch najmrt v kg/h, zlh, zld a pocl.

    Objemoz,ynt prietokona V rozumieme objenr tekutiur', clopraven.! ,ujednotku dasu.

    Z rozmeru objemovdho prietoku v-vplyva, i.e jeho hla,r'rid, jeclnotka jem3,'*s. Objemovf prietoii sa v5ali dasto udd,va aj r.o vecllaj$ich jednotkrl,clrrn3/h, liter/s, liter/min a 1:od.

    Iledzi hmotnostnym a otrjemovyn prietoliom plati obclollny vztah akomedzi hrnotuosfou a objernom:

    r i t , : VQ ( 1 . 2 2 )

    kde g je hustota tekutiny.V chemicko-iniinierskych vypodtoch sa dasto poditar, aj s hnrotnostnym

    prietokorn jednotkovou plochou prierezu potrutria rir,5. lldr,to velidina je defino-van5, vzf,ahom:

    ( 1 . 2 3 )

    ktord sri vyznadendstupnicu hoclndt:

    . I t L'll lr : --=.-." \|

    a-)

    kde S je plocha prierezu potrubia. Itrlavnou jednotkou tejto velidiny, ktorirmoino nazvat aj hustotou toliu je kg/m2 s.

    Objernoqi prietok na jeclnotku plochy prierezu potrulria, tzv. pr'ie'mernrirychlosf pr'il,clenia, telcutin'y - u, je dan;i vztahorn

    v/iJ

    (4.24)

    Priemernri, r}ichlosd, definovatrii rovnicou (4.2-1), nie je totoZnd, ani s rych-lostou v prfidniciach pri lamind,mom toku, ani s rychlostou pohybu jadra tokupri turbulentnonr prrideni tekutiny. Jej zavedenie md, prakticky vyznam, lebojej lrodrrota nezir,visi od vzdialenosti ocl osi a je mierou doplavovan6ho mnoZ-stva tekutiny.

    Teoretichy moZno dok6,zat, Ze pre larnind,nr;z tok plati:

    ,r: 3** (+.25)

    Pre tutbulentnf tok bolo odvocleni'ch niekolho zd,vislosti rnedzi maximd,l-irou a p'ierne'rou, i.ycrrlostou. ff..H']',:Ll'J"rlrlior, 'ini 'ajlepsie vysthujegraf uvedeny na obr. J.1. Y tornto glafe je na os y ltarleseny pomer wlurnu*& na os r Re dislo v logaritrnicl

  • IT-i-n n.'.ur,r ri -q.

    rnusela by sa hustota a tlak tekutiny rnenid v urditou mieste potrubia s dasorn,iro v5ali odporuje poZiadavke ustri,lenosti toku.

    Zavecleninr objemov6ho prietoku do ror.nice (a.26) dostaueme:

    I " t Q t : / z Q z : I ' s Q a * Y E Q t

    a, zavedenim priernemej rricirlosbi do tohto vzdahu:

    urSrgr : ?r,o,So?z : wsSsgs * zirnSng*

    (1.27)

    (4 .2s)

    (4.2e)

    (1. i l r )

    Za predpokladu, Ze potrubim pretek6, tekutina. ktorej hustota sa nemeni,prechSdza rovnica (4.28) do tvaru

    zorrS, - zLtzSz - r{roBs f zrorSo

    Rovnica (4.29) sa ozuaduje ako roun'ica lt;onti,nu,i,ty a je z nej zrejm6, Lepriemern6 rlichlosti v jedrlotlivfch prierezoch potrubia sfr nepriarno irmern6ploche prierezu potrubia. Cim vEid5ia je plocha prierezu potrubia, tliru men5iaje priemernri, rlichlost pri urditorn hmotovom prietoku tekutiny.

    4.3 ENERGITTICI(A BILANCIA TOI(U * BI]II,NOULI,IHO R,OV}IICA

    'Iok tekutirt nebyva orplyvneny silarni povahy elektrickej a magnetickeia je len zriedka ovplyvneny povrchovliimi silami, preto ako energetickfr bilan-ciu toku m6Zeme pouZif rovnicu (3.6). No zar.edenie te;to rovnic-e ako energe-tickej bilancie toku vyZaduje urditir diskusiu._ . Rovnica (3.6) plati len vtedy, ked priemernri, r;fchlost je totoi,nd, s r;ich-Iostami v jednotliv;ich prfrdniciach, do v5ak je splnen6 len vtedy, ked v5etkvdastice sa pohybujfr rovnakou r5ichlostoa, nezi"iislou od ich vzdialenosti otlosi potrubia. Takto sa pohybuje potrubim iba id,eatna tekutina. Ak mri,me rr&mysli tok rerilnei tehutiny, rriroi,no iovnicu (3.6) napisat len pre urditir prfrdnicua vted;r.namiesto priemernej r';fchlosti w bude-v nej vvstupovat r;1?chlost1. prirdnici ur.

    Ak jednalio chceme rovnicu (3.6) napisad pre celV pnid rerilnej tekutinvrnusime dleny reprezentujrice kinetickir energiu upravit, korelidnym faktororira. Rovnica (3.6) md, potom tvar

    a t u, * sz, * rtpr *;I : uz* szz * p*,2+ #. * st+t. (1.30)

    alebo po zaved.eni rnemej entalpie:

    e * it * szt + # : iz* e4 * # o norn.xl ta_tMatematicky moZno dok6zat, i,e pre lamind,ury tok plati:

    I

    , o :T

    Pre.turbulentn;f tok je zase:

    6g --:- ]

    (1.32)

    (4.33)

    Bn nn-oulr,r r{o R ovNrcA

    I(edZe v technickej praxi sa prevaZne vyuZivajri vyhody turbulentn6hotoku, pracuje s& s rovrlicou (4.30) velmi dasto tak, i,e sa automaticky predpo-l

  • r24 Bnnxour,r,tr{o RovNrcA t35IInDneur-rre

    Yztahy (3.35), (4.37), (4.39) sa oznadujri a,ko Bernoull i,ho roani,ca. V sku-todnosti je Bernoulliho rovnica iba vzta}'(4.35), ktoryplatipreiderilnu tekutipu.

    .. P{" praJ

    4.3.1 Grafiek6 znhzornenie Bernoulliho rovniee

    ? praktick;ich d6vodov, ako aj v snahe pribliiid sa zau:tivanej technici

  • r26 I{yonaurrn-c.

    _Je zrejrn6, i'e dynamiclif .tlah, tra rozdiel od statickdho tlahu, litor.y sa,v teliutine prejavuje vo v$etk;ich smeroch, f.ilejavuje sa iba v srnere prfrdlniatekutiny. Tekutina v pokoji nevy[s1211je dyuainicliy tlali. Dvnamickri vy$ka,str, rneni po priereze potrubia, tak. alio sa rneni rrichlost v prfrdnici ur. Yihta-tlom tttr, ro't'ltice ('t.32) a (a.33) priemenrri hochiota dr-naniickej 1'y5kf pli lan:i-n6,r'nom toku je:

    a pri tnrbulentnom tolm

    nr i { t

    - ,

    l lp : -=

    g

    t- l l t '141,: - -

    zg

    (4.46)

    (4.47),,

    Porovnattie jednotliv;ich vy5oli v rnerni.'clr. rrirJiach pr.i pr.r'orn a clruhomPokuse nliaauje, 1e pokles tlakov_ej rrri5liv ineclzi prvl'ni a hruhym rnern{'mrniestom bol zapridineny zmenou dt'namicliej vr1Sky a itr.atami a pokles me,clzich'ulrr?m a tretim rnern\im miestom zmenou geocleticliej vri,skl; a stratarni.

    . Poznatok, 3e so zvtidsujfrcou sa rvchlost,ou zrnen5uje sa, tialiovri vf5ka,t-.j. staticliy tlak,.vytt:ti;ra sa aj priemvselne. Na tomto principe pracujfr vodn6:ry\.evy a.tzv..utril,cloud. ierprtdlit. P.rincip price tSichto ziriadeiri Jpodfv"a v tom,t'e znabnim zirZenim prierezu potrubia vyvoiri sa tak6 r'elk6 zvrid5lnie rfchlostia tym_zniZerrie, statick6ho tlaliu, Ze jeho hoclnota lilesne pocL hodnot"u baro-met'riclrdho tlaku. Za tichto pochnienok mernou r.firko" a2) na obr. 4.6iv bybol nasd,r'atrf vzduch,_do by urnoi,nilo evakud,ciu priestoru'lxipojen6ho k vof-ndmu koncu tejto r.irrl

  • 128 IIyone,ur,rre"

    Koef,cient trenia ),, vystupujfici v rovnici (4.55), clefinovauf rovtticou(4.54) alebo vzhladom na tot'nicu (a.50) vztahonr.

    1 : ( - /p ) d2 u 2 p L

    je beztozmern6 dislo.

    Aby sa v konkr6tnych pripacloch clala urdit hodnoba .koeficienttt trettiir,treba nd,lst zri,vislost ),12 od -Ile disla, t. j. charakteristiku funl 2 300 je zdvistost, log (2/f) od log-Re li l iykor,6, a uetudZeure juv celorn rozsahu -Re riisiel v.l.stihnfit jednoduchi.m. exponeuciri,lnyrn vztahomtypu (4.58).

    I'hrohi autori sa, ltolli5ali sprtrcovilt 'ztivislost, (1.5f) clo m:r,tgmeticlidho

    yztahu aj pre oblasf, tu,:bnlentn6ho toliu. Ttr,lito orlvo:1ert6 vzt:rhl' sfi vSaii iba

    )" 3J- : -2 R e

    fJrne'rv

    l;r'ibliZn6 a platia letr v u'rditorn rozsahu fre disiel. Hodnoty ,t sa pre obiasflie ) 2 30{-}.ui',iujri ob.ydaine oclditanirn z grafrl ra obr.4.'/'({,. V tornto grafe jeznil,zornenri aj zrivislosf, lioeficientu trenia od fie 6isla v oblasti larnind,rnehoioliu.

    129

    l$tr:tffi

    Obr. 4.ia. Z6vislost koeficientu trenia ,t od .Be disla

    Najznir,mejBie vzdahy vystihujfrce zri,visiosd koeficientu treniar. oblasti turbulentn6ho toku sfi:

    Blaziu,soua, rouni,ca

    , _ 0 ,3164 .Reo '25

    irlati pre 2 300 < Be { 105.

    N'ilcur adzeho r oun'icct,

    2: 0,0032 + ffiplati pre 105 { Re < 108.

    Ii onalc oz, o t ct, r' outt'ica

    l , - (1 ,8 log ,Re - 1 ,5 ; -z

    pltrti v pornorlie Siroliom rozrneclzi: B . 103 1 Re { lOu

    od ,Ee disla

    (1.5e)

    (1.60)

    ( { :6 I }

    ...Rozsah platnosti Darcyho rovnice bol presne vvruedzenf. MoZno ho v5akloz5irit na zaklacle poch'obnej5ielio sledovania zrivislosti kbeficientu' ocLporuod -tse disla.

    I Clrurni i :L.J irr) inicr,; i tvo I

  • H r- rrn.rt l l . t t i --rI 3 0

    .)c)()d t - r ^ 6 5

    Tg , o yf-t (o

    l J tH lE . - t ^ \

    7' ^ooo"I _pva ) u

    ssd .sF Fsggss33sBgsH3s€HH gd

    =r,oa+-I

    aarlt

    3

    ;r,-

    4

    4

    ?+

    d

    \ l

    .-

    .\-

    -;r

    -+J

    -.{

    c

    .rt

    ,I)

    . i

    N

    l.\

    $L

    \t

    N q ,

    a

    \\Jr

    .t

    Cv

    N

    -l

    O

    (o

    \'

    N

    (')or

    (oO

    \O

    \;

    rs

    (o

    \t

    lt)

    r

    r)

    co

    s

    \tOrb

    (o

    -t

    5ss€..q g sN Po oa ' oL) .+ (;,o o oo o c ;

  • II'rnnautrre

    Zivislost (4.6U) je grafi.cky zn6,zolnen6, syst6mom parametrickfch diarri paranre'{,ronr re. Prikladom jeclnej diar:y z tak6}roto s;,.stemu nrdie

    -Lr;,'t diara

    pr,e liatinov6 potrubia v diagrarne na obr. 4.7a,. \" tornto smere pod.r'obnej[ie*lrracurvany graf je :ahresieny na, obr. 4.8b. Tomuto grafu prislti.ch;r, obr. 4.'ic,na, ktc,rom je uveden6, zA,vislost pomemej drsnosti ocl prietneru potltibiaz robnelio ma,teri6,lu.

    Niliuratlze ulid,zal, ie clrsnost potru'bia rtevpiyva na lioeficient tle,'iiiar'.oblasti lamin6,rneho toku a Ze vplyv drsirostl stien rasi;ie so zvadlujiroimsa -Bc i'islom do urditej hoclnotJ:, o dom sa moino presveddit na obr'. '4."/a,

    i -1.'ib.lllento jav sa vysvetiiuje tzv. hlnd,lrym tren'i,nt,,liu krordmu c.l.ochS,dza, kettr.'rstvidka larniri.d,rneho {ilnau preiiryva nerovnosti stien potrubia. [io stfriiajfr-cinr IJc dislorn klesri, hnibha iamind,rneho filmu a pri urditoirr disle .Rc vystfipianerovr-rosjti v sten6,ch nacl lamind,rny film, ,iiln sa zv;iSi oclpor plcti pl'ietohulivapaliny

    Obmedzenie, 'Ze llarcvho rovnica plati iba 1-ire potrui:ia limhov6ho pr"ie-rczu) rnoino odstrd,nit za,rredenim tzv. hqr,lru,tt{i,ckili,o'poloneru,:

    (+.i i.t)

    Sr:nl tr.

    Rie5enie Lovnice (.{.55) polnocou grafov na obr. 4.7u, resp. 4.7b je priauru-diale, kecl ide o utdenie str6t v potlubi precl'irisan6ho prierneru, pri predpisanejr.;chlosti prirdenia kvapalinv.

    Ked sa rie5enim rovnice (a.55) mir, uliit lychlosd prriclenia livapr.liny alebopriern.er potnrbia pri znd,rnc.j alebo predpisa,nej stlatovej vy5he. je irloli,'"zloZitej6ia, lebo za pornoci grrl,fo'r na obr. .4.'/rt, resp. '1.7b je rie5itefird, ibapostupnymi apro*im6,ciarni. \t takorirto pripa,de je vhoduej6ie pouZif graf nac'br. .4.8a resp. 4.8b, ktor6 urnoiriujfi lie5id irlohu bez aproxisrricii.

    (*rafi,' na obr. 1.8a, a J.8b r-znilili transforrnriciori sfiladnicov6ho syst6in_irtz grafu obr. 4.7b. V grafe obr. 1.8cr, je na osi orclinri,t vynri,Sand, funkcia Lll),a na os abscis funkcia Rell [. Flochrcbu teito funkcie rndZeme .i'ydislit,, keclfrlolra je tah form,ulovan6,, i.e tr:eba urdit rlichlost prri.denia kvapa,liny. Vztahpre vypo d,et Re]f A oclvoclirne takto:

    Z rovnice (4.55) v;'ja,drime explicitne r.ichlost prridenia tekutin5':

    r33r a ot . J .1

    S2f n :

    O ,

    ,,,_l1lwWV L

    Podobne aj z definicie Re di-*la vyjadrirne ruR e u

    l,!) : ---n-d ' Q

    (-1.6tr)

    (4. r i7)lide S; je plocha Zivdho prierezu prridu, t. j. plielezu, ktoryrn tekutina, skutod-

    ne preteh6, aO" - zm6"danir.obvod, t. j. th dast obvodu tohto prielezu, na litorej kva-

    palina zm6d,a" potmbie resp. steny lian5,lu.

    ExpelimentS,lne sa dokd,z alo, Le pre potrubia s nehruhovym prierezom,ple liand,ly a pre potrubia liruhovych prierezov nezaplnenych celkoru kvapa-linou treba pri turbulentiiom toku dosadzovall clo Darcyho rovuice tr, do. /leclisla za d, tzv. ektt'iualerttny pri,em,er defrnovani' r:ovnicou

    d e u v : 4 r n ( 4 . 6 5 )

    Pre larnind,r'uv toli nie je td,to irprava dostatodnri, lebo tu koefi.cient tleniaz{uvisi e5te aj od tvaru prierezu potrubia.

    I)zr,l5ie obrnedzenie platnosti Darcyho rorrnice srivisi s poZiaclavkou, aby'potrubie bolo priame. Experimentiilne sa do1i6,za1o, Ze straty v Spirri,lovite tode-

    norn potlubi sir vtii5ie .nei v priamom potruiri a Ze hodnota kritick6ho -Eedisla sil rneni s hodnotou pomeru polor.neru potnrbitr, a polomeru Spirri,lv. llietovpl"v-vy sir vial< zanedbateln6, ak je prienrer potrubin, men5i neZ t/500 priemeru5pird,lv.

    Poslednt?rn obmedzertim platrrosti Darcyho rol'nice je ohranidenie jejpouZitelnosti na izotermicky tedfice kvapaliny. Pli ohrievani alebo ochladzo"vani teliutin-z pli jej prietoku potlubim sa belfr clo irvalr.y znrenv jej hustotyii visliozit.l' tak, Ze sa preclpoliladd, linerirny priebeh zd,vislosti tychto velidinod teploty a do lle disla sa, tlosaclzuje aritmetichy stlednd, hodnota hustotyr.-r, visliozit.v pri okr:ajovych teplotS,ch.

    Pornertre zriedka sa pri pralitickych vlipodtoch berie do irvahy zmenar'.ychlostn6ho profilu toku tehutiny, spdsobend, prestupom tepla zo stien po-trubia'clo teliutiny alebo z teliutiny na steny potrubia.

    8.01f r zs

    7,0

    6,5

    6.0

    5 .5

    5 ,0

    1 , 5

    1 ,0

    ? E

    3,0

    2.s

  • IIypH'r.ur,tnrt

    2 , 6

    2 , 1

    1 a

    " 2 ,2i5{1 z.r

    ) n

    1 .9

    1,8

    1.7

    a dosadime tlo rovnice (4.66). Fo irprave dostaueme

    Revr:v-ww

    Po frprave dostaneme

    h - ' E L i / z|sf : / ' gs "l

    Iied ohdobne upravime vztah. pre i?e :

    Be:+IT c p f l

    a z neho explicitne vyjadlend d dosadime do rovnice (4.70) clostaneme

    hst : )" Reb t' Pu nl-

    128 pb Z3

    ( 1 . 6 8 )

    Utolia sa potom rie5i tymto postupom: z rovnice (4.68) sa vSrpodita hodnotaRellT. Z grafu na obr. 4.8a sa pri zndmej hodnote pomernej clrsnosti n odditahodnota l/T prishichajrica vypoditanej hoclnote Rel I a z nej sa vypodita

    ll,a- K"A je znd,rna hodnota tohto vyrazu, moZno z hodnoty Relf 7 vypo(:itatlrodnotu -Re disla a z nej rychlost pnldenia hvapaiiny

    Graf na obr. 4.8b sa pouiiva pri rieBeni rilohy, ktorej cielom je urdit-priemer potrubia. Hodnota funkcie vynS,Sanej na osi abscis sa vS4lodita zovztatru, ktory odvodime tymto postuponr:

    Do rovnice (4.55) dosadirne za r{'chlost zo vzdahu

    (4.6e)

    (1.70)

    (4 .7 r )

    (1.72)

    v v+S n d , !

    1 . 5 2 3 1 5 6 / 8 9 1 0 - 1 , 5 2 3 1 5 6 7 8

    Stn^lrr"

    Po irplave z rovnice

    aiebo

    (4.12) dostanerne:

    l2ti /rs6 Ur i"rA Re6: " \#

    - I ;

    5i I

    /--------:--

    P,r,1lT : l i I ls ftsr -e1 l '3

    V rc3 1t5 f,

    l:

    (+ .73)

    (+.7+)

    ({.74) sa v grafe

    ( 4 . 7 5 )

    Pornocon hodnott' r'\rrazu R" V l, r.ydis.lenej z rovuioena obr. 4.3b, pli znd,mej hoclnote palarnetlu

    R e _ 4 t r t Q? L n I u

    sa otl|ita hodnota L IV i.; z nejpotom pociobnym postuporn aho pri predchd,dza-jfrcej r'rlohe sa vydisii hodnota fte disla a z nei sa v"1'podita prierner potrubia.

    4 . 4 . I . 1 P o i s e u i l l o v a r o v n i c a

    Dosadenim z rovnice (4.58) do Darcyho rovnice prechd,dza t6'to rovllicar:rzt" rounic'tr' Poiseuillouu, ktor6 plati pre stratri tlaku pri lamind'rnom tokutekutiny:

    Zo vztahu (a.76) vidirne,rychlosti. Sridasne z Newto-novej rovuice pre sily trenia(4.1) r ' idime, i,e aj silatrenia je rimernd, r;fchlosti.Z tejto anal6gie moiuo pred-pokladat, Le sbraty pri lami-n6,rnom toku tekutiny srizrr,pridinen6 silami treuiapodmienenymi viskozitou.Ak je to skutodne tak, musisa, Poiseuillova rovnica datl.yvodit zo vziahu (a.l).

    Vezrnime do f.vahy val'iek tekntiny (pozri obr. 4.9a& ohr. 1.9b) s polorneromr vnritri potrubia. Na povr-chu tohto valdeka pnidi te-kutina kond bantnou rychlos-tou rcr. Pri posir.r'ani valdekao nepatnrri dliku dZ p6so-bi na valdek okolitri teku-tina krrzdiacou siiou danourovnicou (4.1), ktord, po

    , 3 2 w L p ,n4y : (4 .76)& ' 9 0

    i,e pri lamind,mom toliu sti straty pliamo rimem6

    Obr. 4.9. Schdma li oclvodeniu Poiseuillovho vzdahu

  • l J O I{t'onatrr,rxeSrnerri I 37

    irrl'ave pre tieto podmienky bude mat tvar

    d,Tu - - p,2 TEr d,Li!clr

    Pdsobenie tejto_sily sa prekond,va_staticliym tlakom plfrcliacej tekutinv a sp6-..sobuje jeho pokles o nepatrnfr hodrlotu (-dp). Pokles tlaku (-dp) zoclpovicl,i,sile

    (-dp) nrz

    ktorr{, sa rnusi rovnat sile treni^ 4ltr. Na zd,klade rovnosti tychto sil plati:

    -p.2 nr ct/# : (-dp) rrs'Po

    fiprar,'e a nasledujricej integrri,cii poslednej lovnice clostanerne:

    , t l y : - cd f l ] . ! *o2 p d , L 2 I

    54" 9 je inte_gradnti kon$ta_nta, ktorej hodnota sa rrldi z okr:ajdvej poclmienkynzo pri stenri,ch. potrubia, kde r : rL, je lychlosd teliutir:r ,ztr: u."Fotom

    c : r 7 . ( =dp )4 p, cIL

    Dosa,ilenim za" C do rovnice pre p,: clostaneme:

    .t!,7: I-e u? - rz)4 p , dL ' ' 'do nie je nid in6, alio .Stokesova lovnica pre r:ychlosd v prfrdnici (4.18) vo v5e-obecnejSonr tr,'ale.

    Vezmime teraz'do rivahv _prstenec teJ

  • t 38 Hyonaur-rx.t

    Ot5

    OtS A c.lt

    qpri

    @{nqr prtercNy

    Obr. 4.10. Zrivislosd koeficientu miestneho..odporu f_od pomeru prierezov potrubin ri,hlom zirZeni'potrubia

    KedZe v5etky detaily. zaradbvan6 do potrubia predstavujri do urditejmiery zii;9yie _potrubia, podita sa, aj miestna strata, klorf zapri"diriujri, podlavzorc_a (4.79). Koeficient ( pre niektord detaily moZno odditat z tab.- 4.f.

    Miestna strata sa drl, urdif aj pornocou D-arcyho rovnice, d.o ktorej sa" za,.t dosadi tzv. e,lcuiuul,entnd ai[,tc_a-J Lovu:

    t- ,t Lekv U)2l0y7 : lu ----;-' ;-

    d z g

    liiivivalentnri aiZga je definovand, ako takh dll:,ka rovn6ho potrubia, v ktorom!f doSlo_ k stratri,m trenim rovnajricim sa stratd,m miesfnym, sp6sobenymdanym detailom potrubia.

    ,Porovnanim rovnice (a.?9) a (a.80) dostaneme:

    (4.80)

    (4 .s1 )Lekv : 5 r- - &A

    1 doho vidiet, Ze ekvivalentnr{, diZta z6,visi ocl priemeru potrubia, a preto v ta-bulkri,ch byva pre r6zne detaily avildzan! p6mer Lek;lil, ktoq;i niezri,visi oclPlt"mgt} potrubia. Z. rovnice (4.81) d'alej vidiet, Ze tento po*ri zhvisi od r?eCisla, lebo od neho zrivisi koeficient trenia i. Koeficient treiria sa, pri vysokl;ichhodnoti,ch Re disla menf len mC,lo; mdZeme ho pre turbulentnf tok po"vato"vat,za zhxuba konstantnli,,a te{a pomerom Luuuld mdzeme pripisat orrite hod-lotl. Tieto.hodnoty pre niekiord detaily pbtrubia sri rivehen6 v tab. 4.8.? tgh? vypf;rva, Ze miestnu stratu moZno poU:itat zo vzotca (4.80) len v pripacleturbulentn6ho toku.

    Srnarv 139

    Tabulka 4.7

    I {ODNOTY I (OEF' ICTIEN'TOV MIESTNI 'HO ODPO RU

    l)ruh oc.lportr Hodnota koeftcientu rniestn, odp,

    l . I {o lenoI

    /t1lLJ9t l

    + d l _ L - - - + f

    f'-

    a

    r

    : 90o l20o 125" 150"

    : l , l 0 , 5 5 0 , 2 5 0 , 2

    2. Ohyb

    f : [ o , ra +

    pri rB : 3r:l

    (*)'''l#6 : 0 , 1 4

    0 , l 6

    3. Vtoli clo lrlrv

    _u_W-

    s ostryrn olirajom i : 0,5

    s okrajom zaoblenlim t : 0,25

    4. Vlitok z rirryV ) l7 | . - ,

    I s - '--j I

    5. Ndhle roz$irenie

    *3ff r: ( ' - * i-) '

    6. Nrihle z(rZenie

    pozri obr- 4.10

    7. Kohrlt v rfirke

    a: 30o 40o 45" 50" 60"

    e : 5,47 17,3 31,2 52,6 206

    700

    486

    8. Normdlnyvent.il

    9. Posirvad

    pri norm6lnom otvoreni ( : 3

    pri plnom otvorenl 6 : 0,15

  • IlYorr-,r.ulrnr

    'f'q.butkct -I.s^

    EIiVIV.{LEN'f NIi I}I,ZKY NIld K']'O li IT' FI D I.]1I.\ ILO V I)(.)'I I i I,: IJIA

    Druh nriestneho tltlponr I t t ' ie t t r t . r pot l t tb i i tr l r - t r t r l r I . " ru I

    t I

    1)0" lioleno90" kolencr!)0o koleno' Ivarovka' I .

    -l ir iZ (prienik rlvoch \.irlco\')Priarny ventilPr'isirvadSp:itnri lilapkaTanierovti klapliaVtoii do rirry s ostlvrn

    olilajomIl,otadn ri prietokonerVenturimeter

    ! ) , 5 . { i ; } , 57 6 , 0 . I 5 J , 0

    178 ,0 . : 15 .1 . ( f2 i ) , ( . ) . l0 i f , ( )

    3{)d t l

    50(i0 -- 90

    r{)1 I

    l 0 - l i r7 57t)

    2{)200 - 300

    l 2

    4.4.3 Inercionf,lne straty

    fnercionilne straty srivisia s lleustilerlosfou toktr a uplatirujfr sa vtedy,fec! sa kvapalina pohybuje so zrychleninr.. Dochd,dza k tomu napr. vtedlr,kecl tok kvapaliny potrubim sa. uskutodriuje pod irdinkom tlaku meniaceliosa s da,sorn (piestov6 derpadl{i,).'

    Pri beZnych technickych rlipodtoch sir, inercioird,lne straty zvydajne ne-berfr do rivahy.

    4.4.4 Celkovf, hoilnota stratovej vy5ky

    Celkovri, hodnota stlatovej'l';f5liy sa uudi alio sirdet strri,t trerrim vo v5et-ky.ch _usekoch potrubia s kon5tantnym prielnerom a sfidet miestnvch str'6,t,pripadajfrcich ria detaily zaradend do potrubia (inerciorrd,lne straty sa zanedb6,-Vaj f i ) :

    l l s : 2 l t 4 y ! 2 7 t , , , 1

    .4.5 TOK PLYNO\T

    (4.sr)

    Bernoulliho rovnica a Darcvho lovnica, tak akc boli och.oden6 a, dosialuvd,dzan6, platia pre tok nestlai,itelnSich teirutin. Pr:e vypodty sfrvisiace s to-kom plynov vztahov (4.49) a z neho fpravou odvoden6 aaKie vztahy [napr'.(4.50)], oznadovan6 ako Bernoull.iho rovnicu, ako a,j Darcyho rovnicu v tvar.e(4 65) nernoZno pouZit vtecly, ked:

    a)r;ichlost prridenia plynu je velmi velkd, alebo ked strata tlakir plynuprev5uje lo/o absolirtneho tlaku plvnu,

    b) tok plynu sa uskutodriuje pri hlboliorn villiuu, kecl vofird, clrri,ha mole-kfrl je rovnaho velkri, alebo vd,ddia neZ priemer potrubia.

    Tox pr,:"Nov

    Itfoino v5ak dok6"zat, Ze ch5zba vypl;fvajrt.ca z pouiibia uvedenych vztahovpri v;ipodtoch toku plynov nie ie vyznamn&, uk r;ichlosd plynu nie je ovelavyBSia neZ kritickri, rychlost. Rychlost plynu je kritickri,, ked sa rovnd, r;ichlostiSirenia sa zvuku v danom plyne. Napr. chyba vo vlfpodte strd,t tlaku pri pr:ri-deni vzduclru potrubim pli irouZiti l)arcyho rovnice (4.55) nepresahuje 5 fio,kym ie rychlost vzduchu nii6ia nei 150 m/s.

    Pri presnej5ich vlipodtoch toku piynov trekra brat do rivahy tak zinerryhtistoty plynu sp0soben6 pohlesom jeho tlaku v ddsledku energetichyeh stld,t,ako aj zmeny v rychlosti pniclenia sp6soben6 zmenou hustoty plyriu. Pri kon-Btantnom hmotnostnom prietoliii plynu a kon5tantnom priereze potrubia sar.fchlosf plvnu zvy$uje s kiesajircirn tlakom plynu. Z termodynamickych 26,-vislosti je znd,rne, te zvylovanie r:ychlosti plynu v ddsledku poklesu jeho tlakurn6ie pokradovat len potial, kym rfchlosd plynu nedosiahne kritichfr hodnotu.Aviak ak je lui, zadiatodnA,'rychlosf pl;,nu nadkritickd,, m6Ze sa jej hodnotaclalej zvy5ovad vplyvorn poklesu tlaku plynu vyvolan6ho stratarni energie.

    Tieto zd,vislos'ci moZno vziat cto frvahy, kecl energetickri bilanciu toku plynua l)arcyho t'ovnicu irani$eme v diferencid,lnom tvare, t. j. pre diferencid,hrr-risek potrnbia clZ, ktorri je taky hrri,tky, Ze pokles tlaku, ku ktor6mu na torntoirsel

  • Zr{.rovrrosrr ErrDRosrATrKY rivepar,iN ias14 : Ht*nn.rt- r,trr.t

    Objelitivn.yrn liritdriom pre posfrclenie. tri z telmoclyna,rnicli6ho hl:-r,cliska,nroZtro 1,ok plynu povaZovat za izoterrnickr: alello arliabaticlir:' dej, je netor.-nost,

    Iesp.

    Probl6rny sirvisiace s tokom plyrlov v -potrubiach sri v Praxi obydajnoformulovand iak, ie treba vypoditat tlako.vy. rozdiel vytvrirany liompresolorna jeho w5ikon potrebny na-dosiahnutie predpisan6ho- prietoku,plyn". 9"i.*-Seriie lrtoLl6-uiktoi6ho zadanie mdZe byf {ormulovan6 v r6ziryc\ obmen6,c}r,rozkladd, sa terner vildy na rieBenie troclr. irloh:

    l. Rie5enie toku plynu od zri,sobnika. ail po nasS,vaciu stranu derpadla(r'entild,tora,' liompresora).

    2. Rie5enie toku plynu od derpadla aZ po miesto, do l 5 0

    (-t. ETrt )

    ( a . 8 i l r )

    (4.se)

    (4.e0)

    ItI - m,ghrr: m(i'2 - it) (4 .e1)

    Hodnota koeficientu trenia 2 pre rovnice (4.8S) a (a.SO) sa nri,jde ako funlicia-Be disla beZnyrn postupom. Pre plipacl izotennick6ho toku plynu je vhodnd.prepisat .Be dislo na tvar

    rh i "f[Q :

    p

    Plobldnr adiabatickdho toliu pl.yrtu ria yyskytuje najruii pri rie5eni rilohsrivisiacich s vypodtanr,i vytoku plynov cez mal6 oivory, prirprietoku plynovcez clonky a d;fzy (turbiny) a pod. O tychto probl6moch sa hovori v prirud-.krich technickej termodynarniky a v Blrecirihiej literatfire. Tri sa nebudemonimi podrobnej5ie zaolrerat.

    lide rn* j" vylion derpadla (kornpresora),'itt - hmotnosfrlf prietok plynu,

    hw - pracovnd, vy5ka derpadla (kompresora),irairsir entalpie plynu pri vstupe 4, qfstLrpe r,. ierpaclla.(kompresora),

    zodpoveclajirce tlaku a teplote plynu t tychto nr.iestach.

    4.6 NIEKTORE ZAKONITOSI]I HYDROS']]AT]]iYI(VAI'AI..,iN

    AIi sa livapalina nepohybuje, Bet'noulliho rovttica Prechd;clza clo tvant

    (p, - pr), - Pz -. Pt - !, - z, (1,g?)g a g

    lebo rychlosd je nulov6,, prr{,ca .sa nek6nd, a'li stratd,ur enelgie neclochticlza,R"ovnica 1+.OZl umoiriuje vypoditat tlak kvapaliny v. rozlidnych miestach

    rrd,drie. a ozlladoVanri,'ako Pascalou zd,kon uv6'dna sa v tvare

    F : Fo * ggll (4.93)

    je tlak na hlaclinu kvapaliny,-- vzdialenosf, miesta, v ktorom sa md, urdid tlah'p; od hladiny liva-

    iraliny.

    ,{k h predstavuje celkovri vf5ku lwapaliny v nii,dobe, tlak 1o je tlali naclno nri,doby.

    Ponnocou rovnibe (4.92) moZno odvodif aj vztah pre'v;i$liu hlaclin kvapa-liny v spojit ich n6,dobri,ch . -Lk za rgferendnfi rovinu, od ktolej budemq meladv;f5ky z, zvolime dno spojeriych nd,dob, bude pre tL-uliy ua clrro r''jednotlivychramend,ch spojitej nri,do.by platit vztah

    Pt: Por * Qgzt

    Fz: Poz * Qgzz

    kde p, je tlak na referendnej rovine v prvom ramerie a pr'tlak nd, referetltt"jrovine v.drtrhom ramerie. pot a ?o1 sfi tlaky na hladinu v prvom a.druhoru

    kde pnh

  • 144 Ilyonaur,rr-e. PRrrcroKovf l,tmclZstvo

    Pri maljch rozctrieloch vy5ok hladin byva ,ieclno rauler).o rfn'ky tr.alu'LTsklonen6. V takornto pripacle- skutodn;? rozdiel vj5ok hlaclin Alu je drr.nyvztahom

    A I u : s i n u A h , ' (.1.e7)

    145

    lamerle. Ak sa kvapalina v spojitej n:i,dobe nepohybuje, musia byd tlaky narefelendnej rovine rovnak6t pr: pr. Potom musi bytl

    Por -f QQzr: ?oz * QTzz

    z doho za predpokladu, ie tlaky na ltlaclinu sri rovnakd, vypi5ivrr,:

    7 L : Z z

    Ak ramenri spojitej nridoby sir naplnend vzA,jomrle sa nemie5ajfrcimi kva-palirrami nerovnakej hustot)., pri po, I po, plati:

    zrQt : zzQz (4.94)

    pridom vzclialenosti zr-a 32 sa rnerajri od referendnej rovin.y vcdenej fizovvmrozhranim. 0r a g, sir hustoty kr-apalin.

    4.ti.t lleranie tlakov pornocou. rfuliy tyam IJ

    Na rovnici (-1..c13) je-koncipovan6 aj meranie statickdho tlaku a tlahovycirrozclielov v zariacleniach. lllalior'6 rozdiely na dvoch ocl seba vzclialenjichmiestach apald,tu alebo rozdielv dvoch rdznych tlakov v tom istom nri6si,ezariaclenia ,sa ulcxujri pomocou iiuok tvalu U]

    Rrirka tt-aru tT j" sklenri, spojit6, n6,doba, svojirni volnymi koncarni pri-pojend, li zaliaderliu r. rniestach, medzi ktor;,irni chbeme urdil tlakovy rorcii*I.Je diastodne naphienti kvapalinog, htor6, sa nemieda s prostredim, u- ktor.our.sa md, urdit tlakovy rozdiel. Ak'firi ristiach rarnien rfrrky tvaru II nep6sobialovnalid-tlakv. hlaclina__mglnej kvapaliny nebude v rovnakej vy5ke r,l obochI'ametrri,cir lirrk.y tt'aru tf. I{arnerany rozdiel hladin mernej kvapaliny v rane-rr6ch rflk.v tvaru U lgde tym viidBi, dim vridsi je rozdiei tlakov v mernj'cirrniestaclr (pozri obr. 4.11'1.

    Zd,r'islost rneclzi rozclielom tlakov v mernych rniestach a rozdielorn hla,ciinrnertrej kvapaliny v rameld,ch rirrky tyaru U Ah mdieme odvocli{ na zri,klaclcpoZiadavk.\', Ze tlaliv pdsobiace .' .'Lfet"udnej rovine preloZenej niZ5ie poloZcr-llym f6,zovym rozhtattitn musia bvt za ustrilen6ho stai'u rovnaii6. PoZiiclavliaustdlen6ho stavu musi Jryt splneirri,, ak rnd, byt rneranie r.6bec rnoZnd. Keb-rtlatr

  • r46 IIvnn--lur.rx,r

    Na otvor ramena pripojen6ho k stene potmbia, p6so.bi -s'taticky tlak.plti-

    cliacej tekutinv, t torf 'ru'1rr:"3ouljg

    yo.v:etkjch stneroch. Ntr, ot,vol dmh6ho

    ,u*"i.u p6sobi staticiiy u .lytiu,nibt

  • 148 F{r-nnrulrr

  • 150 Ilnoneur,rre

    Z gralu na obr. 4.76 vidiet, Ze pre vysokd l?e disla (Re > 30 000) hodnotakoeficierrtu c nezhvisi od ,Ee disla ani od pomeru drld, a :te rn6, pribliZne kon-Stantnri hodnotu 0,6I. Experimentd,lne sa dokd,zalo, ile pri clrld,, < 3/8 aL 0,5plati pre koeficienty rovnice (4.101) vztah c: K s chybou pod I o/o. Rovnica(4.101) plati aj pre venturimetre. Pre ne m6, v5ak koeficient c pri vysokych.r?e dislach hodnotu 0,98.

    Ak sa prietok ply'u ucld,va ogl"^To"g, objemovy prietok % ,a vzfahujeilrr'j,liill1tr"

    podmienkv (0'c, zoo torr;, #;;"t ripravou rov'ice (4.r0J)

    ..- 1( B_ r F_t'o : -= ll2 g Ah Qo Qar

    Vao

    Pnrnroxovf nrNoZs:rvo l 5 t

    (4 .104)

    kde poo je hustota plynu- 1'i normrilnych podmienkach. Ak pre ply' moz'opouZit stavovfi rovriicu iclerilnych plyriov, j", --

    Q o , s :PdM o

    RTo

    ^ ?rMoQal : m;

    kde Mo ie rn6lovd, hmotnosf prircliaceho ply'u. po dosade'i ze Qar a qao d.orovnice (4.104) a, po tlprave dostaneme

    .i"o:Ircr*V;;;ffiNajmzi v labo'at6r'ej praxi,sa postupuje obydajne tak, i,eobjemovy prie-tok plynu sa nepodita z weautiy.h vzdahov, ale'experimentrilne sa.zisti kalib-raind, Icriaka clonky Eii,e z|,vistost tz od, ah. zo vztahu (a.105) je.zrejm6 , te t6utoIialibradnd, krivka prati _l"n pr",$;t nir" ."' la.dan!,ch teimodynamickychpodmienok' Ak chcime bez iov6ho

    "irdooania kalibradnej krivky merat prie-tokov6 mnozstvo in6ho p!ryu alebo pril;;k;;t;nozstvo roho isrdho pl,rnu,ale za i'rich termodyni-ft51'"rt podrnieror., *oz"*" , ao.i"llrnou presnos-don pre prepodet po,izit vztih vypryvaj tei z rorrnice (a.r0B):

    (.1. r05)

    (4.106)

    (4.107)

    ,trlr-r;"VmRe

    Obr. 4 L6. Gra'fzri,vislobti korekdndho faktora c od, Redfsla a po*"".. ffi

    Rovnicu (4.101) moZno pouZid aj na vypodet prietoku plynor', ak zmenatlaku v r:lonke nie je vddSia ako 20 /o p6vodir6ho tlaku, t. j.-air Fzl4tje vaidsieako 0,8, Pre prietok plynov sa rovnica (a.101) prepisuje obydajne-do tvaru

    kde ,ir, i" **:T"y_ prietok gly'u s m6rovou hmot'osf ou Mn pri

    titq _l$ifr ;":?ltfT rf;l,pre ktory bora zisre'd, karibradnriI

  • H:rpnaulrril

    4.7.3 Rotatttetre

    Rotametre sa v pliernvsle dasto pouZivajfr lra ntelanie prietokovych rnnoi-stier'. hvapalin aj plylov. Obvdajne rt/z z vSiroby prichri,{_zajir kalibrovan6,takZe prietokov6 mnoZstvd, sa dajfr na nich priarno oclditat. Jeclnako je potreb-

    nd sa ol:ozniimit s principmi ich dinnosti.1 Podstatnou dastou rotametra je sklend,, l

  • 154 FJyon-c.ur-rr^l

    sf 'hodn6 plavaidiliy: pl'e ktor'6 cf naclobfcla lion$ttr,ntnfi hodnotu uZ pri malycir

    hodnot{,ch ,Ee i,isla.Z rovpice (4.1i0) r'icliet,, ie ob3'em6v;i plietok je fimel'rlf ploche $trbin-v.

    Z toiuo v.vpldva. Ze 1lr,ierez rrir.ky ,sa rnisi- s .jej v.y$kou rnenid frrnerre tak,

    abi, stul-rriicro'ol-,jeuroiyr;h prietolior', l1i1,r1e,sena priamo tra rftrke, bola rovno-

    rnernti. 2h"t,r',.o'lianie takycLtuo i't'lrok je velmi daik6, dirq sa v.ysvetluje pomel'-

    'e vysokd, cena r6{-,,.n:r.etr1a. Ii rtrvtiice i+.110) je zrejur6, Ze. vlioclnou volbou

    rozli&le veLirlich irlar,r'tiiiii;-i.rv' r*zuej hustotyr inoZtro objemovi' Prietoli teliubinY

    rnerat v llonlelne i'il't'rirorn rctznredzi'p,s{,anrotrlr rlcLii,v':r pre,iii.6 irocntrotv lllietoku iba pte tfr teitutitlu, ple l'1f1oLi1

    bola urobena iralikrl'ii,cia stupnice. Prle luir tel.:utirr.y rnoZno prietoli 1'ypoditat'zo r'zorcir, r'.itpl1'vt+jirceiio z rovnice (4'110)

    v* _ ti* I lk;ni u\7o (ir.{,, y (g,

    - Qo) gt

    V, v rovuici (4. t I 1) ;je objernovy prietok tehutinrz (,"- ) a tr'o ie objemov;i pt'iglgltte,i

  • 156 IIynn^c.trr.txe

    +.S \/YPOCET I{AJVHOD\TEJSIEHT] PRIEI\,IERU POTRLTBIA

    Z l)alcyho lovnice vidiet, Ze pli urditorn plietodnom mnozstve stlatytrenim liiesajri s r:astircirn prienreronr. potmbia. Poclla, toho by sa zdalo, i,e jer'hoclrrejSie volid potrubia, vd,d5ich priemerov. \Ta druhej strane v$ak nri,klad.yspojene so stavliou potrubia rastir s jeho tastircirn pliernerom. Optimri,lrry diZenajr-hocltrej5i priemel potrubia je preto clany ekonornickou bilanciou.

    frr{brmativrte s& optirnd,hiy priernel potrubia dri urdit zo vzorca pre obje-movy llrietol

  • r58 Hr*on,{ULrKr

    4.:1.0.1 Celkovfi, pracovn5! a doprat:nfr v"f5ka

    lfa to, abv derpacllo mo]rlo kvapaliriu zo ztisobnej rrrich'Ze nilsril 'at',, musiVytvd,rat dostatodne hlbolie vtiliuum. Ak absolfrtna hochrota tlirlnr zodpoveda-ii'rca tornuto r,'d,kuu je por, 1io irprave Bemonlliho rovnice ltre nastivaciq 11o-t,r 'ulr ie plat i t 'ovnica

    pr - pot 7^ | u'fi, - er'fi | r^ )

    : l i 1 - r - . t * - r - lLs t t

    Ug - Yw,(4. r 23)

    kcle p, ie tlali na hladiuu livapaliny v zd,sobnej nidrZi, h,r : iot - z, je clop,ra,u-nd' nu,situtu:ia aililcu, t. j. J

  • f{r-uH-tttLlK.l160

    m*, z'ad'u 5oc6ot6, lit,or.6 zii,visi o6 l,.yhotovenia del'padLa,,a r1cl jeho YYii''rntt'

    pre piestooe eerf*Jia *o';rto-"ttrl.,bn -poditaJ' s hot{'olo' *6toko'ej v'v$liy 2'5

    a/. B rn, iiyrn pri'o6;;t;fii,r.i,,,lt derp*dl6,ch closahrlje -ali hodriotn 3'5 rn'

    Doprav',e, ,rn*JioOa r,'V$lira rtup"lnort 25,-,'isf 9"oc! tesnosbi, spo'iov llotrubitr'

    na *a,sd,r,acej str:i,i,*e. h'etis.osti ii*"Zti}jii 'niiiir*it' r'zclnch* clo pot'*bi*'

    fi* u" zniiuje roztliel tlahov YvtYii,ranych del.paclioru'

    4.1{.i,.3 Vy ber C3;pti r}trrptatliel

    v chernickor-n prienlysie sa trauspoltujfi kr"airaliriv.r:62n5'ch f\'zilialnycli

    a chelnickych rriori*o.ti"za vel'ti to"rn"ttiiicti pr,rcovirycir pochnierr'oll' llreto

    s6 v prev6,d.zka$ derpadlLi "Oont,oti tgro." a'ko'gt'uhcii' Pri-'rybere vhoclnehtr

    derpadla nern6,me *oir.ort, opri*l *u-o'irtu1ic115', litor6 b.v jeclnoz'ad*e *rdc-rvaii'

    iredy ali6 derp;il-;;;t; 1r'o"Zit. Pri v.ybere det.'paclla sa' prihliada *a tieto

    charaliteristikY:I". MnoZstvo kvapalinY transpoltovand v jeclnotiie dasu' Toto

    primd'rne

    hlaclisko urduje rozrner'-v f*a,o.ii*,''ri'ac1-re poi'et derpad'iel, ktor6 treba 'ed'I*'

    seba zaradit,.2. Pracovn6, vY5ka derPactla'B. Chemi"k; ;'ii;t'i,1ti" charaliteristihv prederp6'vanej

    kvapalilY'^'^.^-,..^*

    4. pohon terpaaia. 6erpadlo mdZe bvf, pohririan6 elektromotororn' pa'rnym

    strojom alebo .r,y'UuS'1irm *ototo*; moZnd ho na h,naci stroj zapojit p'-iamo

    alebo prbstrednictvom prevodov'5. Pretriitost resp. nepretrZitott .prev6'dzkv

    rierpadla' 'Iento falitor je

    cl6leZit;f ,ru,i*tlrt p;&"rpl-"u"i f.oto"iinych l66k, kio'ich agresiv'y ridinok

    je vad$i pri"prerir5ovanej-pr6'ci d.elpadla' r-6. Napolion:lr"fr. zliodnotit'""r.o a rnechanicliri irdinnost'

    berpadla' Za

    urdirycir poa*i""oi. i;";y9;dne;Sie kfrpit lacnejSie derpadlo, a platit vtldsie

    prevd,dzkove n'd,klaay "f

  • I{r:pneur,rx-e162

    derPad'lo Pli urditotu(o&ti obr- 4'23)'\r

    R,ovnako rnoZtroprietokrt a zA'r'islost'Z.l l u obr. 1.25\'

    otrjemovom Plietoku

    do cliaglarnu zaniest i

    nJirrnoiti derPadla . od

    m6, maximf,lnu Pracovnri v1i5ku

    zA,vislost prikonu od otrjemg"9|,"

    obi"tttun&o prietoku (Pozrt oor

    Obr. 1.24. Zrlvislost prikonu ocl objemo-

    r'6ho Prretoriu

    Obr. 4.2 3. Charakterrst'ika odstrediv6Lo

    -'t""p"ar" vyznadujirca sa rlaxlmom

    Obr . 4 -2 5 . Z rivislos-t- rid i mro,sbi t'rdstrediv 6 -

    ""i'tt a"ipu.lla orl o1;jernov6ho

    p retoxu

    Obr. 4.22. Z6vislost pra'covnej-Ifl): "d.t""ai"Afto derpadla bct objemov6ho

    plte-boku

    zrivislosti'a obr. a.22 a,r, 4'25 savolqjq je.clnoc^tclti clw'rcr'kteristilcll

    odstre'

    rliud^,o [er,pu,rlla.i'yr.ofr*"io.f"'puiiti ptiftf"laa;ri it't"tp'afrim diagram'

    v lito-

    'o,,' je sir6as'e 'l"i-t.i""v;ft

    ."Jfi"I'k"T;t";' ;)t;i6- zd'rii.slJsti' Taklfto

    cliagrarn s& orrrut,r;" ako' ,r*lrriratli ,iro'**'teriiit'na 6e,pacl'la' Prikladom

    (itlnr',r. nr,.i

    nniverz6,hrej chara,kteristiky delpadla je diagrarn na obr. 4.26. Na tomtocliagr.aure stl zanesen6 diary zodpovedajfrce kon5tantnym hodnotrim irdinnostia diary zodpovedajirce urd,itdrnu podtu otri,doh. Z diagramu m6ieme pri znd,-mych

    -dvocli velidind,ch odpo

  • }[Yo n.-lt.; r-,tti,r164

    ryHP

    6',

    200 1a0 600 v tlnn

    obr' 4'27' Vplyv visliozity .a chartrliteristiliu6cl,stredir'6ho'derPaclla

    "{-7Log

    1 U v '

    -t/"I Gttl-

    Claiir'-rr:r,i

    tiiar.r' (Shr.'tenie \. potlul)i nn vi'tlai,ilej sti'alle) pretne pracovtr.{, iiia,ra char:akte-

    listiku v bcrcle, litoldmri zodpoveclii, mertli objemovy prictoli (krod 3 tta otit'.4.?ti)t Z toho vrplyya, 2e pli oclstrecU.r')ich ticlpatlli,ch je priptistn6 r'egulovat

    prietoi i i l l ' teir inr n: l r- . i t la. i 'ne, j st l i r i ie cei j t t

  • 166 I{vonAulrx,l

    je zrejm6, ile za sebou sa, zaracl'ujri derpalld, vtedy, liecl sa rnd, dosit'r,hnut, vrid5iapracovnd, vy5ka.

    Ak prb zvri,d5enie objemov6ho priet,rku pracujfr dve derpadli, vedla seba,plati zisada, ie obidve derpad}i, rnajri mat samostatn6 nasd,vacie potrubie.Ilfisled,na charakteristi,ka sa nri,jde ta,k, ile sa vynesir sfrdty prietokov;ich rnnoZ-stiev, zodpovedajirce urditym pracovnym vy5kam.

    Ako smo uZ viaokr:i,t zddraznili, priebeh chara,iiteristiky derpadla a jejpoloha v diagrarne zd,visi od kondtrukcie derpadla. Preto pri objednii,vkachderpadiel treba vyrobcovi ozn6,mid v5etky ddleZit6 pracovn6 podmienliy. Inridsa mdZe stat, ie dodan6 derpacllo pracuje nespolahlivo, s malou irdinirostou,alebo nepracuje vdbec.

    Ak poznr{,me cha,rakteristiku

  • t {18 ii :r;. rr-r, t-t r,r ri,tCg-nr'-ror-,( ,I fi9

    liir ob;.. 4.ji'ie trito zrivi,ilost, pre irctnoriinnd irtllpadlo znazarne[6, pJ.noil dia-

    t,ou rt, pre civojcinnd " ielpadlo plnou a preru$ov'&rlou diarou'

    lqei.ira'6 liulzovanie- iivapiliny v potrubi rnoliro zmiernit, zal'adenir)l

    claisieho l,alca,-r, ktolort irohfb pi"esta je s iloh.llrorn piesta v pl'\'.ollt.'.ol9i

    *5"trtti'.-,ttizova.ny tak, ie iir"inohru. r'ychlosC. closahuje v.ted)], kget pt'yV- j9

    ,," i.rrilrr*3 poloiie. Takto usporiad.an6_ derpadki, sa oznadujf a,lio c-l,uoi.ntisa(nLt!.(ctirplJr) "aiebo a.ianitsobne.,^ak je valcov viac. easto sa pouZiva troin'u.sohnd

    Eirp"Ati,pozgstiiva,jfice z tloch.rllcoo, v ktorych sa pohvbujfr piestv pohd,riane

    o1.,6t,rJuyor lihiliovy:rn h.r'iari.elom v 1.20o intervale. Viacnd,sobn6 ,5erpadld, rn6iu

    l-;-'t i'etlnodinn6 alebo clvoj tSirm6-- }viid5enie pr.arriclelnosi;i toliu a zmen5enie tlalrovy'ch rriirazov moZuo plt

    pir,stogycir ferpadki,ch closiahnut, zarad.enirn 'iseterniicou (pozri obr. 4.31). Veter'-

    irik je ,i6dobr, liripojen6 li derpacllu, vo svojej. hornej dasti vyplnenri, r'zduchonr

    ,r, "u

    clol1ej daiti'derpanou livapalinou. Str:iedav6 tla,lior'6 vlnv zapridiirnj(r

    stirparrie al klesanie irladinv hvapaliny vo vcteniiln, t lym .kornpresiu aieLrt-r

    c.rplnziu vzduchu, ir.tolv tikto sttrZi iLo_ lryr:ovn6vtr,d-t1uL6vi'ch tr6,razov.' Obl*rnov;i pr.ietok zarindenf ier'liacllom zitvisi ocl rozrnelov derpadla. otl

    l-roitu .*l.on ir, podtl ciyojzclviiiel' piesta r. dir,sovej jeclnotlie. Pre jechiodinn'i

    ierltacllo s jecln-irn r,-illcottt iiltit'i:

    Vo: S' l t ' t '

    licle [,'o je teoreticliy o]rjemovy plietok, .9 - plocha plielezu t'tl,lca,' i - zch'ilr

    lriestrr,"i ,, - pod,et rl'--ojzeiitilioi' (podet itastivacich tl, ."ytladnj'clr. ,faz).zzr,jecl-

    i iothri iasu. Si"ritodnv ol:3emoi'-v-'prietok je meri5i rieZ teoretickv a je tlanl'

    vztnhorrtV : \ V o

    lide r7 je tzr-. objemot,ti t i i inttost i:erpa,i l lu,. Jej lrodnota. je. vt 'dy.nretri i tr ' rreZ t.

    Hocirioiv o5jemrivej ird-irrnristi sa obydajne poirybujil Pri Piestol'vch delpadl6ch

    toli je menSi rteZ teoreticki', iello

    d:ast livall:alirry, Ii.torti sa uZ closl.irln

    clo vrr,lcil, otlteliti, spiit clo nasdr'aciehopotnrbia,. Je to zzr,pt'iclitletlir uld'itou

    Totr:r'adnosfott vcntilov tr zililopi':li 'litor'6 sr'r, rtezatyii,t'ajri clostatoilt'rych lo .-

    Pra,covnti r')tSJia, piestoviclr der'-padiel ' ie teolet icl

  • Hrnn.q.ulrri,t170

    roziv'ych livapali', lebo sa cl1lii zhotovid z 'ajrozlid'ejsich mat'eri6'1ov' Air sf

    pohd,rian6 elektromoloro*, prirtolo.r6 mno;stvo sa clin regulovat iba iiourpli-

    kovan;imi prevoclmi alebo otrtot o*, Podol)rte ako piestov6' derpadld' s vratnyrn

    Doirt bom piesta nesmfr sa ani rotadn6 derpadld, gt.ttit na vytladnej strane'

    i.torl,i, mri tvt vystrojenri poistnym ventilom'

    Obr. 4.33. Zubor'6 rotain6derpadlo

    Obr- 4.35. Rotadn6 derpadlo s escentrickyuioZeni'm rotororn

    Obr. 4.31. Rotadn6 derPadlo

    :$

    Obr. 4.36. Sch6maprfdovdho derPadla

    4.10.? Pririlov6 CerPaillfi,

    Princip pfiice pr:irdovych derpq{iel, tzv. iniekto_r.ou alebo eiektorott, sptt'

    iiva v toto, Z! pnid'pomocndho to6diu veclie sa cez dy?o-,v ktorej-nadobudnei"ta

    ""tt 6'rfchlosii, z" r' okoli- d!''y sa vytvori podtlak' Podtlak umoiiuje

    nasd,vani" t"tpu".j iivapaliny do "miesacej

    \o*gty, 7 klorci"sa prfrdom po-

    rnocn6ho m6dia vytlida do v.f'tladn6ho potrubia (pozri obr. 4.J6)'

    Cun p.rl;r-,i

    Ako pomecn6 m6dium sa pouiiva vzduch, voda alebo vod.nd paraf. \'yberpomocn6ho mdCia sa riadi pr:acovnymi podmienkami.

    Nevfhodou pnidol'ych derpadiel je ich rnali ridinnost (0,25), mald, nasd,-r-acia v.i5ka (2 rn) a mald, vytladnri, vf$lia (8 rn). V;ikon beZnych injektoror-.sa pohybuje ohoio 60 m3/h, no sf skon5truovan6 aj vysokoyykonn6 prirclor'6derpadld, s vykonorn clo 4 000 rn3/h.

    Prt'rdor'6 derpadki m6iu pracovad aj aho ad,kuoud purnpA (vodnri 1'yr-eva)-V takomto pripade s& oznadujir ako ejehtory.

    .+.10.8 lltonXiky

    Moniiky sii v podstate tlakov6 nd,dcby, cto ktorfch kvapalina vtekd.sal-tosp6,t-1om a po uza,vreti privodn6ho potrubia sa z nich tlakom vzduchnvyi;16,i:a do vytlaindho potrubia. I'Ioniiky nemajir pohybliv6 sfrdasti a kon5truli-dne sir r.eltui jednoduch6, preto sa pouiivajf. na transport velmi liorozivnvchhvapalin. Ich ner.'yirodolr je mali, frdinnost, nepravidelnos0 toku a potreba stltr-dendho vzdu.chu, pripadne i v6,kua, ked derpand, kvapalina nevtekri do monZikasamospd,dom a rnusi sa, nasd,vad (pozri obr. 1.:37).

    4.10.9 lt'tramutkr'

    Mamutky irracujfr na principe spojitych nr{,dob, iraplnenych kvapalinounerovnahej hustotr.. ilIamutka je vlastne rrirka tvaru U s jednym ramenomvrid5ieho a druhvm rarnenom men5ieho prierezu. Miesto spojenia oboch rarnien,

    tzv. zmiedauaciu lcomora, je ponoren6do prederpd,r-anej kvapaliny. V dolnejdasti zmie5avacej komory je otvor', kto-

    . rym do nej vnikri,kvapalina zo zri,sobnein6,drie. Ramenom s men5im ]rrierne-rorn sa vhdiia dq zmiesavacej to*orv

    rall'ffi

    3ilffr

    PE E

    \3FSE €

    Obr. 4.37. MonZik Obr. {.38. Mamrrtl ia,

  • vzcluah, litorri v druhoni rarnelle spoiti s tt'auspoltovanou kvapalinou vytrr6rtr,heterogdnnn Lmes, ktorej hustota je men$ia ako htistota prederpd,v_anej \l'u-palinl'. V cl6siedku rozdielor,' hustdt, vys{,1puje zmes vzCuchu a_1i"i'apalinvi.aprei'tom viidXieho prierneru, tlirr je zarudeny transport livapa,liny (pozliobr. -1.:)8).

    K vj{rot{6,m mamutiek trebar poditad iclr. jednoduchos0. Sir vhoclne napr.ederpirrlanie korozivnl'ch litol

    vrstve dzi,stic prirodn6ho .pdvoclutlastice lmeie prippavovan6.br?vajri v ulditom rozsahu lovnorod,6 io do

    v'elliosti a majri obydajne urditti tvary. Hojne sa pouiivajir dastico gulovitridasi6,sfi v5ak ij vrstv;r dastic, ttr&t'tt valdekov alebo obliakov.

    C"lastice priiodn6hb pdvodu (piesok, drviua, koksf.!d.) a niekecly aj iasticeuinele pripri,vovan6 (gianuly) majir r6zne nepraqidelnd tvary. a Yyskvtujrltsa vo 'vrstve v rdznycit velkosbiach.

    \Tlrltz,y t,yl,uore.n6. z [a.,;tic Ttrct,tti,ilehz.plch tuu,rou a.jed.nottt,zj uetLosti sa uryztza,{.zrjtL

    r^e.'pt'oclul;ottu,tellnozt nrcdac,ruti,ta,stttti,, litorri, ie clo z'adliej rniert' jed'oznad,llo'furrlrcion ich tvalu a ve,Iircsti. Ple tieto.".l'st,vy je plizdadn6,'te ich St:uhtirraje ponreme hoiuogdrr.na,.. Naiiloti tornu ,,*r.gtrtrl z ta,stic ne,prau,icleltzilclt, tut*rotra rdzneri aelk'osti srt, tytna,['uj ti, t'a,!ko regsrod,whouatetrzaw nted,zeioai,tostiou a neironro-genitami v iurstoie, do velmi staiuje formulovanie zir,konitosti toliu.

    . Za osobitnri dnili vrstt'y dastic nroZrio z urditdho hladiska por-aiovar, ajpdroui,te mo,teri,d.Iy,.litoi'6 sa, svojimi viastnost,ami biiiia vrstv6,ni veiinu jir:r-

    1. ch.-pid,gkovitr?ch dastic. Prichi,dzame s nimi do styiru napr.. pri filtr6cii, pridistribiicii liva,palin alebo plynov do l,-.r.apalin a. pod-. Aj kecl moino ciraka-ii,:ttrrditfr analcigiu medzi tokorn v p6rovitom materif,li a toliorn i'o vrstvir,citjqmle zmityeh dastic, preclsa z6.lionitosbi oclvodeni pre tok vrsrr.-arni das-rirplatia pre p6rovit6 ma,teri6,lv iba pribliine.

    { ' I l ' t t i l :JL:3"t 'u-^ j l t ,pr : i

    to l i r i p l 'v 'u aIebo kvtr 'paI in5'

    tTrdenie straty tlaku pr"i irrietoilu pl;rrrri aieiio livapalinv vrstrrou znti.tfhornaterid,lu je jednyrn. ? lajd6leZitejlicrh a ntr,jdrstcjSich v;ipodtor. t;ilia,jfrcicirsa procesov prebiehajficich t'o vrstvilch tuhych castio.

    Probl6mom strd,t titrku pri jedno f6,zovom toiiu vrstvou sa zaobelalo velavvsku:nuihov a bol odvoclenri_veli

  • HYon-culrr.{

    l\fedzerovitosf vrstvy velmi vyznarnne ovplyvfiuje hodnotu str6,t tiaku,pleto pli vypodtoch j" iliadfice .udd,vad jej hodnotu pornelrre prestre. Priiasticiach pravidelnych tvarov rnedzerovitost vrstvy z6,visi hlavne od ichtr,-aru a velkosti, lep$ie povedan6 ocl pomeru priemeru dastic a priemeru z1&-riadenia, v ktorom je vrstva uloieird,. Oiiren toho medzeror.itost vrstiev dasticpr.avidehrych tvarov zrivisi od sp0sobu vvtvorenia vrst\'-y v ri6,c1obe. Al< bolavlstva vytvorenir, rychlym nasypanim, btTva e in6 n,ko i. pripade, keC rtri,dobabola rraplnend, dasticami pozorne tak, i,e dastice pri vybvaLtltti vt'str'"\' rnalinroZnosf urdit;im sp6so_bom sa orientovat. 'I.,'ar dastic vjz,namtre vplyva narnedzerovitosf vrstvy. Castice nepravidelnych tvatov l'ytvtilajri vrstvy s vtid-iou medzerovitostou ako dastice pravid.elnych tvarov, pri ktorych nijaklfrozme'r neprevld,da nad in;fm. Irtrapokon o medzerovibosti (liustote) r'rstvyr:ozhoduje i to, di je vytvoren;l z ia,st'ic pribliine rovrralifch rozrnelov, alebonie. Zmesi dastic rdznej velkosti vytr'6,rajri vrstvy s menFou medzerovitostouako dastice rovnako velk6. Medzerovitost vrstiev sa pohyliuje pribliine v roz-sahn,e : 0,35 at, 0,5- Presn6 hodnoty pre ten-ktorf pripad treba stanovif,experimentd,lne za podmienok urnoZrluj ircich reproduliovateln6 hodnoty.-

    Tuarou{ faktor @ je definovanf ako pomer piochy povrchu gule k plochepovrchu dastice, a to takej gule, litorej objem rovnd, sa objemu dastice. Yplyvtvarov6ho faktora Q na stratu tlaku je priamy i nepriamy. Nepriamy'r,'pl5rv saocIr6"ta v zd,vislosti e od tvaru r5astic a priamy aplyu sfrvisi so zd,vislostou tvarumedzier od tvaru dastic, s dirn silvisia sily trenia. Pomeme lahko rnoino sta-novit hodnotu'tvarov6ho faktora pri dasticiach pra'i'ideln;f ch tvatov, no pridastibiach nepravideln5ich tvarov [o treba zistit experimentd,lire. Pri experi-monld,hrgm urdovani tvarovdho faktora sir daZkosti, ak je rnateriS,l p6rovitf.Alio hrubo informatfvne hodnoty moZno prijat, Ze tvarov;i faktor granril sapblrl'bilje.v rozmedzi 1,0 ai, 0,5, no najdastej5ie v rozmeclzi 0,9 a:z 0,6. V sri-vislosti s tvarovym faktorom treba podotknirt,, ile nielen tvar dastic,,ale ajcharakter"ich powchu (drsnost,, p6rovitosd) md, vplyv na stratytiaku.Ciselneir.vhodnotenie vplyvu t5ichto faktorov na charakter toku je obtaZn6, lebo sa,nedajri dobre merat,. V litera,trire sa nri,jde len velmi rnri,lo frdajor' 6 1'plyvecharakteristik povrchu dastic na straty tlaku; vtid5inou sme odlirizani nalloliusne zisten6 hodnoty.

    Ak vrstva je vytvoien6" z dastic rdznej velkosti a najviidsie dast,ice nie sr'rviac alio dvojnri,sobne vtid5ie neZ dastice najnlen5ie, je plesnosf vztahu (a.129)dostatodnS,, ked sa velidina ds vypodi'ta zo vzdahu

    'L --'IL

    ; F tA s : Z i L t t ( l , c i

    i : 1

    podita sa cl, zo r.ztalru

    (4 . r31)

    kde riNL

    tl ei

    i te: =:- (+. laz)

    | 'uifcl"ii - 1

    je hmotrr.ostnf zlornnli fralicie dastic urditej plieurelnej vel'kosti,- podet frakcif a- ekvivalentrSi priemer daqtic vo frakcii.

    II

    i

    , I F

    i

    S r,gUrr(LNs,t' nip-rnr: Toxtr

    ..\k sa frakcie ziskali sitovanirn, je:

    c l" i : @"" .d;)o ' t

    l

  • 1 7 6 If r.-on^*Ut-rr

  • 178 Ilrro n-q.ulrx.r.

    rliirterid,lu a, vlabtarosti plircliacich fd'z aj sill' vziijomn6ho pdsobenia oboch {'6'z'yr-slcclftom pdsoben'ia trichto sil rn6Ze byt nestabilny toli, pri ktoron za urdi-ti,ch okrlllo*sti clochtidza l< zmbne srivisle tedircej f6,zy na fazt dispergovanir,a, iraol:itr,k. Tento nestabiiiryi stav v kol6ne szr, oznaduje terminom zahltenieiiolt'rnf. Okrem toho sirvisle tedr'rca faza zapridifiuje zmerlv Specifickych c{1-lrrkteilistili nd,plirov6ho rnaterid,lu i vlstvy samotnei (t'i'arovy'faktor, e atct.).

    4 . 1 1 . 2 . 1 C h a l a k t e l i s t i k y n r i , p l n i k o l d r r

    Vrstvy riripiriov6ho rnaterid,h' v kol6nacir sir beZne vytv6,ran6 z iasticr-iidlich rozmerbv v pot;ovnani s rozmermi dastic, o ktorlfch sme hovoriliv pledchd,dzajircej kapitole. I'IoZno ich rozdelit, do dvoch hlavnych sknpin:tttiphte organi,zoua,n6, a neorganizouand. Do prvej skupiny patria nd,plne z dasticpi.ividelne ukladanfch a nd,plne, ktor6 nie sfr vytvoretr6 vrstvou dastic, aledre.'enou alebo kovovou r6zne profi.lovanou vd,zbou; do druhej patria nd,plnevytr.oren6 nas;rpanim dastic. Nriplne organizovand sa r,-yznadujir vtid5ou rne-dzerovitostou a vykazujfr men5i odpor proti prietoku fhz.Poai,ivajir sapretonajrnii, vtedy, kecl sa v zariadeni spracirvajt'r velk6 mnoistr'6, plynu. Ich rldiu-,ro*t , hladiska intenzifikd,cie procesov v nich prebiehajrhcich je v5ak men5ia,pleto priemyselne sir roz5irenej5ie nri,plne rleor€{anizovan6, ktor6 sfr aj lac-nejSie.

    Alio neorganizovan6 nd,plne sa'v mirlulosti pouZivali vrstv.y koksu, drvinytr podobnych husovit;ich materid,lov. Td,to prirodn6,, lacnd, nriphi vBak obydajnei1s-*piria poiiadavliy kladen6 na nriplfi z technologickdho hladiska, preto nd,plnechles.stavanych liol6n pozostd,vajfr temer vyludne z dastic umele vyrobeuycliz keramickfch materid,lov alebo z kovov. IJmele vyr6,ban6 niuplne sa zhotovujfiv rdznych tvaroch: Raschigove, Lessingove, Pallove klirilcy, Berlove sedielka,{lannonova nd,phi atcl. Castice sa vyrd,bajri v niekolkfch velkostiach. Nri,plnerreorsanizovan6 sa pripravujir leu z dastic s priemermi pod 6 ai: 7 mm. Cha-lrr,kteristikv uielitorlich nd,phiovych rnateriri,lov sfr uvedend v tab. 4.10.

    O charahtere toku f6,z v nrl,pliiovych kolonach rozhodujri okrem vlastnejn6,plne i nosnd dn6,, na htorych je n5,phi uloZen6, a ctistribudn6 priehladky,iitor6 usrnelriujfr tok livapaliny po nriplni.

    No.snd, dnd, :uttto irujir rozlo/zit nri,plfi v niehoilrych vrstvd,ch po v;f5ke ko-lonv. Sfr zhotovend z perforovanych keramicliSicir alebo ocelovych platni.Piocha otvorovr mti b5'f, najrnenej 50 o/, plochy prierezu kol6ny. Velkosil otvo-rov md, byt'dostatodne rnald,, aby icrh dastice neupchS,vali, no dostatodne velk6,,aby nekirl,dli velhy odpol prieboku fd,z.'

    Distribu"htd, cl,na sa urniestilujri medzi jednotiivyrni vrstvami nriplne, kto-rf cli vySka sa voli v rozrnedzi I,5 ai 6 m. IJdelom distribudnych clien je usmer-trenie tol

  • t80 I{rron-turtKeSlncr,{r,nn lnf t'-c.or- Torilr t 8 l

    4 . 1 1 . 2 . 2 S t r a t a t l a k u v n r i , p l f l o v y c h k o l d n a c h p r i d v o j -f6 ,zo l rp r l t ,oku ' p lynu . a kvapa l iny

    Srldasny tok plynu a kvapaliny cez nriplne v kol6nach je obydajne ploti-prriilovlf. Z6"konitosti, ktor;imi sa riadi, a najmd, zrivislosti strri,t' tlaku v pl-1rreiri men-ej preskfrman6 ako obdobnd vzdahy pre prietok jedine;j f6,zy vrstvouzrnit6ho materir{,lu. Je to hlavne preto, ie modelovanie dvojfrizov6ho toku cezvrstvSr je zloilit| a'vhodnych ridajov z priemyselne pracujricich kol6n j" po-lnerne md,lo.

    Rovnicu (4.f 29) odvodenri. a pouZivanfr na vlipodet straty tlaku pri jedno-f6,zovom toku wstvami nemoZno pouZid priamo na v;ipodet straty tlaku v pllnrepri protiprridovom prietoku plynu a kvapaliny vrstvou nri,plne kol6ny. Vypif-va'to z toho., Ze pnid kvapaliny stekajrici po nri,plni meni jej charakteristikrl(efektivny diZkov5? rozmer, tvar-ov3i fakior u,td.), ako aj charakteristiky wstvri.a to najmd, medzerovitosd, ktor:i, vlrznamne vplfva na hodnotu str6,t tlaku.Tieto zmeuy v charakteristikri,ch nriplne sri t;fm vd,dBie, dim vd,d5i je prietokkvapaliny.'

    Vzhladom na uvefl.end vplyvy bol odvodeny ernpirickli vztah pre v;ipodetstraty tlaku pri prietoku plynu nd,phiou v protiprfrde kvapaliny v tomtotvare:

    G?( - / p ) : a 5 l g o l '

    e

    vo vzdah' (a'rJs) je (-4g) cra,ri6 v kp/112 na l nr vy5kv'aphre, 1,, a, #, sfiJ119t1ostn6

    prietokv {.v1n1l*ej a.pl.vn,rei'frizy

    jednol;kovou plochou prie.ez*liol6rr.y; me.aifi.*1 -, kg.l^r-s, 0 je i*rstota ptyir".y g/cmr. hov'ica (4.iBS)p.latf len pre turbulentrrji' toL plyrinej f6,zy; t*Irto reiim prer4d,da, r,Sak vo vgri_Sine 1;r'iem.yseln.ych koldir. L r

    Bez ohladr.r na diuh. neorg'anizovanej nd,phre dochri,clza p1i strate tlahueez 250 t p/P' P J g nriq_lne 1. ryoruig,ri.. lriorrid"l;;;ii"rJ" 'ra",

    kior6 sarr&z1iv6' zahltert'[,m, koki'ny..Pri zah]teui koltirty j" ceiri, koldna alebo jej dast,zairlaverrd' kvapalinon tLI

  • Spncrri r.xrq r'.R i l'.rD y rolirlI ti:]

    sa stl"ata tiaku zvtidsuje so zvy$ovatrim p'ietoku plynu a pri urditom prietol*rplyrrtr s& nihle pruclko.zvysi. Te'to zlom ,a, I., ir. j

  • I8.1 IIypnAuLlt

  • i 86 .Fh*OnetrurX.t Spucr,ir,xn r,,rtipAr.rr .r 'o'xU 1 8 :

    pre turbulentnfr'oblast s birladortl lla tot'nicrt (1.1't+) vztahoul:

    _R : (),055 r'd,?p|tt,)

    ple prechodrrir oblast na zdl

  • Lti t FIvn ri,lur.,r-ri.r

    siidin \rlrnesieme v zA,vislosti ocl -Rc disla. I)ttstaueme tali lit ' ivku 7, z ktolej

    pre ailrlkolveii hochlotu vyraau

    i ^ , ) c l \ g ( C r - g r ) t y _ J r , .2

    . '" ' ' 3&2 3

    nr,lZerne oclditaf ]rocfurotu Re tuz nej v5'ilociitatl iiro. Jr: je tzv. Arch,'i 'medouo ['i,slo.

    Iir:ir'lia, ,J ria grafe obr. .l.'15 udd,va z6,vislosf' nreclzi vYrazom

    i , r . _ r _ l p . g ( g * - g r )

    n f L ( ^ : - : l * 3

    a i

    a I?e tiisioru a slirZi na vypcdet irlierneru iastice pli preclpisarlejusadzovania.

    'llretirn uroilfm postripom pii ut'ciovani lychlosti usadzorraniapri litoron 1;ouZijeme nerovnost

    (4 .15s )

    1 lr l ( l ,gl l l l

    J IJ

    ,)

    Qr(os - ar) g

    ( 1 . 1 5 e )

    rychlosti

    je postup,

    (4 .1 t iO)

    (4 1( i i )

    1 4 . 1 5 6 )tok sa

    ( 4 . 1 6 2 )

    ( { . i 6 3 )

    p 2

    l / - "cl > 6e l l , , t ' '

    l/ ar(s,; - ar) s

    lderor.nost i (4.160) a (4.161) bol i odvoden6 z rovtr ic ({ . I55) a

    a z poiiadavky, 'Ze

    pre lamind,rny tok je J?e < 0,4 a Ze turbulentnyuplatni, kecl .tBe > I 000.'

    I{a ziklade nerovnost{ (4.f60) a (4.f61) sa zo znd,rnej }r.odnoty priemertr

    dastice urdi, di tok lrude laminririry, alebo tutbulentny, a_ tyrn sa rozhodneo vvbere rovnic pre vjpodet rrichlosti p6du dastic. Nevliihodou tohto postupuje. ie ak dair6 / rievvhoiujo arii nerovnosti (.1.160) ani nerovrrosti (4.161), t"**

    vrecly, kecl ide o prechodriri oblast, nemd,me nd,vod pre viber rovnice z tyclt,

    ktore sa tfrto c'blast, srtaZia vystihnfit,.

    , 1 . 1 1 " 3 . : l v p l v v t v a r l d a s t , i c 1 a l y c h l o s t g . s t - u d z o v a u i a

    Doteraz najucelenej5ou, ale nie vvderpd,vajricou pr6,cou na tomto.poli je

    prtica Pr:rry.ronNe a CnnrsrrANSENn, ktori melali rychlost p5,du dastic izomet-ii.ki'"tr tvarov (kocky, oktaddre atd.), t. j. dastic s troma osami sirmernosti-'Poclla

    Pettyjohna a Chlistiansena pre-laminlrlrru oblast (Re 10,05) plati:

    ulebo

    Iide

    a0,8, [3 i , ;g^;-

    t l ,Ut i i )

    . 103 aZ l0: ' ) p lat , i :

    i r ,3 l - - t ,SS @

    _ k' R e

    2+t ' -

    : oa ple turl;uientnri obirrst (-l?ru

    (,-1.164)

    i:irecr'ir-xs rnipa.n'r ro KU

    1?e dislo v ror-nici (-1.155) je definovan6 vzfahorr

    Rc : !'*3IIL

    ( r . 1 0 5 )

    l ide rl, je ekuittalenhttt prient,er ftutice, t. j. priernel gule s objernom lor.naificimsa objemu dastice. Vei idina @, r 'vstupuj ir .ca rro I 'ztahoch (4.156) a (+.157)"

    ie tuarozty fnktor oznad'ovany- aj ako sfd,ric,itrt, it je clefinovtr,ni' vztahortr

    a : A n

    ' A,.

    l i t le.4o je plocha l tovlchu gule s priemerom clrzt, As je plocira, povrchti dastice.Sf6ricita je totoZn6, s tvarovrirn far,ktororn definovanyrn v sfivislosti so vzta.hom(4.rze).

    Pomocou tVchto rovnic rnoZno olldobnym postrqrorn, aliy sru volil pre gu-[ov6 dastice, odvodit lovnicu pre rychlost usadzovania negulovych d,astic izo-rnetrickych tvarov.

    R,oz$irenie uvedenych vztahov r1zl, 6astice neizometrickrich tvarov na,r'iiZ:rrta taZkosf, srivisiac.l . tfnt, Ze sfdticita nemdZe bvf r.seobecne tvar'61'ym fa kto-rom, lebo dastice r'6zn5zsh t\'&l'ov m6Zu rnat pli rovnaliotn rlu lovnaliir hotlnotnsf6i'icitv a jeduarko padajrl rozlii:nou lfchlost,ou.

    4.1I.4 !'lutdizfieia'

    V chemickych alebo f.vzikri,lnvch plocesoch, r, ktor'-rrch rni b.yt zatudeuvvelrni intenzivriy st.\'k tuhej a tekirtej

    'faz!, nachir,dza dolaz vridr.lie upltrtnt'nie

    lerr nedd,vtro "yi'inutr{

    techirikn, tzv.'fl,,uiriizci,cia.Charakteristiekym znakom fluidrrej technik.l' je fluiclnd, r'r'stvtl,. ,fe to

    suspertzia tuhych dastic vznti5ajfrcich sa v prficle fluidizuifcej tekutin.y (Plvnualebo kvapalinl'). Tak6,to vrstvtl, sa r'.yznadrije viacervrni zaujirnavyrni i v-tech-nih_e vhodne vyuzitelnfrni vlastnosfir,rni. ilakalto vrstva vykazuje napr:iklatlhvdrostatick;f tlak na dno zaliir,clenia, r'yzntr,duje sa za ur6itycir okolnosticlobre defi.novateluou lr.ladinou a na, pohla,cl-sit, sprd,t'a tak al

  • ll v rr n^l Iti-r ri,,t

    l i neclostrrt l

  • I.[ r-nR,\ ut,.r li;.

    h gmene jej $truktin'.r,'bez zjavnrSho potryl-ru. i:astic. Ilrechod od nehybnej vrst,r.yk fiuidnej sa na grafbch typu (-A,lil : l '(u:) ple,jnvi ostr:rim zlomorn, keri Stmk-tfira nehvbnej vri;tvy je {,ak volnfi, Ze pi'i closii,i,huui,i pra}rovej rychlos'ci finidi-rdcie vrsl,va preoh6dzo priarno nA rri'utvu fluicln'h. vteri;' eo, rnri, rnaximainu]rodnotu. Fri tejto lnerlzel'ovibosti sa ui'iuje 1t,rahov6 ri'chlosd {iuiclizri,cie:

    tg rti:tx : t.l-,

    tag t

    Obr. 4.18. Zri,vislosd rnerlzerovitosti e flr-ridnej vrstvy ocl ry'chlosti tekutiril'

    _ Podrobn6 Strhdiurn grafu na obr. -1.1i uk|,z.alo, vze t,6"to zavislost pri r,3ich-

    Iostiach men5ich, nei je prahovd,, vvhovuje rovniciarn pre stratu tlahu v tlku-tinrich prridiacich vrstvou znritdho materid,lu. Pli rychiostiach r.ddsich, neZ jrrprahovd,, je strata tlaku od rychlosti terner nez6,visl6 a md lion5tantnir hodnotudanfr vztahom

    (-Ap) - Lo(c'- sy; 9

    S-ppcr-(r,Ns pnf prlDY To.K.u

    ll,ovnica (4.167) vfak nehovori nid o zd,vislostiach medzi v.i5kou fluidneivr:stvy a rychlostou fluidizujircej tekutiny, ktor6, ie z hladiska vfpodtov fluidi-zadnfch zariadeni d6leZitri,.

    Zrivislosd tohto druhu bola odvodend, lla zA,klacle rozmgrovej ",tulrizr'

    lrremertn"ich velidrin i u) - rnirnovrstvovd, rychlost ptirdenia fluidizujfrcej teku-tiny, ps - hustota dastic, Qf - hustota teliutiny, pr viskozita tekutin.l',rl priemer dastia, D - priemer kol6nky, (-Ap) strata tlaku, Lo - vj'Skaliompaktnej vrstvy, L - vlfBha fluidnej vrstvy, g - tiai,ovd zrlrchleuie. Tietovelidiny moino zhodne s rnnohymi autormi povaZovaf za clostatodnd na jedno-znadn6 cha,rakterizor.anie fluidnej vlstvy po stld,nke jej hydrod5'nauricki'ch-.rlast,nosti.

    Rozrnerovou anal1izou uvedenych velidin moZtro ziskat trtrsledovtt6 liri-t6riri podobnosti:

    r 9 319J

    '\Itl

    E'rt ' : (-aPr)

    Qf'LU"

    Re : d'zuQr

    Re : clutQ'f

    tt

    ,r:#sirnplexv:

    Qs -

    Q.f

    QfArchimedov simplex

    simplex;- geometrickej podobnosti.

    Bnira a Kosseczxt dok6,zali, '2e veiidiny vysbupujfice v pdr'odnej zostavevelidin pre rozmerovfi analyzu nie sfr'r'Setk"y rovtrako horlnotn6 uez6,r'isle pre-rnenn6 a Ze podet uvedenych komplexov trel:a reduhovat. Na jednoznadnticharakterizovanie stavu rovnomeme fluidrtej l'rst\'.y rovtrako. l.efliych gulo-v vch dastic'

    ::"r

    t:t o n -ar sunt:r:t;r"."r.

    irosr fl uid'e j',,,j t r,.\.. L

    L o L I )d ' c I ' c I

    to: #

    ( + . l ( i ? )

    A r -cl,(u - ai arg

    E xper:imentdl ne str, clolidzalo,statny vpl.yv, ali

    4t tod,

    do je vi.dy splnen6 v pliemyselnych zariacleniach. i:inosd tnoZno poveclat', i,e pl'e expauziu rovtlolnenle

    I :J C'hcnr ir : l i6 iuZirr i t ' r 'stro I

    Reynolclsovo dislo

    Archirneclovo i'islo

    sirnpler geometlicliej poclobttost i

    Ze pomer .D/rl nernd, na expanzitt vrstvy pocl-

    ({ . I6rt)

    ohlaclom na tirto skutod-tluidnej vlstvv guLor'1cir

    hcle -tu je vyilia Jioinpaiitnej vlstr'.y,es - hustota tuhtiho matelid,lu.Qf - hustota fluiclizujirceri telitrtin.r,',

    . g - t iaZovd zlrichleuie.

    Fvzikihut podstattt rovnic;e (+.1ri7) iahlio pochol;irue, I iecl obe str.an1,i'ovnice v.]'nd,sotrine lllochoLt pi'ielezp ]

  • i 9 4 Hl nn,rur.rrr-r.

    dastic treba za'il'it6r'iri podobnosti povaiovad:plati vztab

    f (Re, -:[r, e) : g

    b., Re a Ar, nreclzi ktorymi

    Cjharakteiistiku tejto funkcie na$iel J. Bnfra. Aj c{alSie vztahy tykajfrce satejto problernatiiiy sir prevzat6 z pr6,c J. Beriu a jeho spolr.rpracovnikov. \r lite-i'atfire moZno n6jsi] okrem tychto vzta,hov aj iu6 folrnuld,cie zd,vislosti rnedzipremenn3"rni vplyvajircimi na fluidizticiri. Niehtor'6 z nich sfr nesprd,r'ner z hla-diska tetir:ie, ind z Jrladiska presnosti expelitnentri,lnych vysleclliov, rI& zfhladektoryich boli odvocien6. Anali'zu t,ychto vztahov a ich zhodnotenie poclalJ. Beria.

    Pri experirnentt i lnour sledovatr i zivislost i (4.169)znizorneni funlicie

    log -l?e : {'(log e).^lr : const

    moZno 1li'i glaficlionr

    pozorovat na ziskanfch, tzv. ergtanuttlclt [icera,clt tri char:aliteristick6 zlom.ir.ktor6 vyrneclzujfr tli charaliteristicJi6 oblasti pnidenia vo fluidnej vr:stve, R,oz-sah jednotlivrich irsekov expa,rlzrlei diary, ktorym odpoved6, urdity charilktel.toku \.o vrstve, ntoZno stanorrit, llomocon kritickfch hocln6t Re disiel:

    Lamin6rlra oblast je vvmedzena poZiadavkou

    ( + . 1 6 e )

    (4 . r 70 )

    Re S Re61

    a tulbulentnir, ol:last plirclenia porliadavkou

    Re >- Re;2

    IIedzi .larnintirnon a, turbulentnou oblastou ie

    ( .1. 17 i i

    (-r . r 7?)

    prechodni oblast pr'(rdenia.

    ( 4 . i 7 3 ) ,

    (+. r 7+)

    ( - t . l 7 i ]

    ( = t . 17 ( j )

    ( . + . I 7 7 }

    (+ . r 7s)

    Pre kritickd hodnoty, Re disiel boii odvoden6 tieto vzfa,hy:

    f;e;,'' -- { l' + 34'('} \

    1'1'"i47

    \ --r,xr

    /alebo tomuto'r-ztairu eokvivalentnli vz ilah

    Rei ; t : 0 , ( )157 : ' t r ro '6e8 - l - ( ) .+0{ )

    e ple Rep,:i lC1r, -: 0"11): -d1'o' :r+s - I ,{-)0

    Yehni 1l ' i l l l i : ine l i lat i :Ile 7,,2 - 2,7 llepl

    Esperimest,d,lire liolo tiezl cloiiizrlrr6, 16r i.iri

    -4,r :: 7

    t , . j . v s r lh lase s rovn icou ( -1 .173) , 1 l ' i

    -fiep, S 0.-[

    rn6,pliidenieaZ po prahvztlahorn

    vo fluiclnej vlstve pli tr,k-ejholveli jej expanzii

  • lgr i Hrin R,.rtrirri..r.

    objern je rovnakf ako objeur dastice. Rovnicu (4.187) moZno pouZit aj vted.v,ak ide o fluidizS,ciu rizkych frakcii dastic r6zriej velkosti, ked za is sn clostr,dihodnota podla vztahov (4.132) a (a.133).

    Ak Ar > lob

    odporrida sa pre vylrodet prahovej ri'chlosti fluidizd,cie uplaverry 'Todesor.vztah:

    ArRe, -

    I 020 - l- 5.60 Aro'5(4 .1e0)

    Abstrhitnv l ltr,l< pli vstupe do ltottubi.a bttcle tlan;, jerlnali tlakorn na hlaclinu, jerhralihydrostat icli\ 'rn tltrl iom livaltalinorrdho stlpca:

    7: ]5.6t t , = = # , t ;

    l 0 r + f . 8 8 0 = - l 0 8 8 0 1 < p / n r 2 : l ( ) t t 8 0 . 9 , 8 0 6 6 5 N / m z

    ,\br-lolritnv tlalr pli vi,strri le z potl 'ubia' ic

    / ? r : 1 , 2 k p / c r n e - : 1 2 0 0 0 k P / n r r - - . 1 2 0 0 0 . 9 , 8 0 6 6 5 N / m l

    l{crl 'Ze lltrPalintt v ztisobnej nri,rh'Zi sa prakt,icl

  • r98 Ij[:*On,t-rr],lKA

    .llr urdime zo vzdahu (4.97)"

    A h . : l i l . s i n 3 0 o : 6 c m

    pot0rrr

    Ah(eb -( go)

    Qa

    I /tls-sr .T,6G ouz: c lt

    --i.- O;--

    : 3,55 c m/s

    Kodie velidina e z6,visi od Re dlsla a toto zase od taz, rnohli b;. sme 1:rectclrridzajrhctrrovniou riesit uratematicky, keby sme mali maternatick;im vztahom

    -danri zri,r.iiloSf

    c.:.lknz)..Kedio tri,to zd,wislost j.e danri, grafickv grafom na obr'.4.-16, treba 1:robl6nrrieSit met6dou postupnych aproximdcri:

    l. Oclhactnerfie u)2. Nech tolr : 100 cm/s, pot'oln

    Rer : l oo ' l ' 5 ' l ' 23

    : 3080,6

    kcle hodnotu viskozity glyce,rinu srne rra,Eli z grafu na obr. 4.1b: p: 60 cP. Pre -Re, :; 308 a porner dlldr : 0,5 ndjdeme z grafu na, obr'.4.-/b hodlotu c:

    c : Or725

    , Dosaclonim do rovnice

    1 l , z r :3 ,55 c : 3 ,55 . 0 ,725 : 2 ,57 rn /s

    .Vypoditanri' hodnota. xt:,rr: 2,57 rnls nestihlasi s oclhadorn. Preto lllrsime vj'por5et opa-kova.t.

    2. Odhad: tarr: 2,57 rnls

    R e r : 2 5 7 ' 1 r 5 - ' r ' 2 : l :

    ? 9 00,6

    pdditanim z gra.fu pre lBa : 790 dostaneme:

    c : 01705

    Potom po dosadeni do rovnice

    la1z : 3155 C

    jewr , : 2 r5 m/s

    io ui dobre sirhlasi s odhadom, nd jednako urobime tretiu kontrolu:

    . R!" :e#s:770

    potom z grafu pre Re : 770 je:

    c : 0.705

    1L'2 : 2'5 m/S

    Ilmotnostn;i prietok je potom:

    nu : s1/,Q: 0,?85 . 0,0152 . 2,5 . l 260 : 0,543 kg/s : 32,6 kg/min

    0,06(13 6( !0 - 1230) : 0,{i04 m1230

    Pnixr,c.py t 99

    ' L I T I . l R , , t . f U I t A

    [-l] J,+.nr,oNSr{rJ, V. S.: Gi,tlnt'ulilco d,lja, iefijury1clt, tech,n.i.krnnott. (lostoptechizdat: IVloskval 9 5 l

    [2] Pr,nr'-txo, N. A.: Osnttuy giclra.ul' iki ' i giclrcttl i\eskie ntaiinu. Gostechizclat. Moskr-aI 960

    [3] Cotrr.son. J. M.-fl,rcHAB,DsoN, J. F.: Chernicril Engineet'ing Vol. I, n. pergarnolPress: London lgSS

    [.{] Pnnnv, J. H.: Clrcrnical, Engi,neers Hu,nrl,book, Mc;Gras. - Hill Book cor}rp. INC.:Nerv Yorl< 1950

    i5] CranxE, L.: Nlu,rtu'al Jor Process Culw,lat' ions. McGralv .- Hill Book cornp. INC.:Nes 'York I947

    f-{ii li:r.srrKrN, r\. (1.: Zd.l;,latlni 'poclnr.Iy ct, zcr.iizeni cltemialci teclunologiej SNTL prahaI 958

    [7] Crsonowsxr, ,f .: Inzynieri.o chem,iczna, p\yT: trl 'arszaq.a lgi5fiJ] .TrrR,riovsKi:, E.: Zd.kla'tly prakt'icki,h,o ujpo6tu. clora, rlyz u tt,ubic Itentarilrc. SNTL:

    Praha lgSrj

    [9] Znmz, ]-. A.'-Ornun:n, D. ] '.: -l ' l ,u.it ltzation. umrl FlLtit l-Prtrticle s,ystents. Reinh.lclPubl ishing Corp. : Neu,york lg6O

    il{l l 'r 'oons,

    o. IvI.: Fluirlni techni.ka, a u,ilsorpci u katalyze,liNTL; praha.lg5T