Menor Perda de Cabeça – Perdas Locais
Na indústria, qualquer sistema de tubulação contém diferentes elementos tecnológicos como dobras, conexões, válvulas ou canais aquecidos . Esses componentes adicionais aumentam a perda de carga geral do sistema. Tais perdas são geralmente denominadas perdas menores , embora geralmente representem uma parte importante da perda de carga . Para sistemas de tubulação relativamente curtos, com um número relativamente grande de dobras e conexões, pequenas perdas podem facilmente exceder grandes perdas (especialmente com uma válvula parcialmente fechada que pode causar uma maior perda de pressão do que um tubo longo, na verdade quando uma válvula é fechada ou fechada). quase fechada, a perda menor é infinita).
As perdas menores são comumente medidas experimentalmente. Os dados, especialmente para válvulas, dependem um pouco do projeto do fabricante.
Como o atrito do tubo, as perdas menores são proporcionalmente ao quadrado da vazão e, portanto, podem ser facilmente integradas à equação de Darcy-Weisbach . K é a soma de todos os coeficientes de perda no comprimento do tubo, cada um contribuindo para a perda de carga geral.
Existem vários métodos para calcular a perda de carga de conexões, dobras e cotovelos. Na seção a seguir, esses métodos são resumidos na ordem do mais simples ao mais sofisticado.
Coeficiente de perda de pressão – PLC
Às vezes, os engenheiros usam o coeficiente de perda de pressão , CLP . Nota-se K ou ξ (pronunciado “xi”). Este coeficiente caracteriza a perda de pressão de um determinado sistema hidráulico ou de uma parte de um sistema hidráulico. Pode ser facilmente medido em loops hidráulicos. O coeficiente de perda de pressão pode ser definido ou medido para tubos retos e especialmente para perdas locais (menores) .
Resumo:
- A perda de carga do sistema hidráulico é dividida em duas categorias principais :
- Perda de Cabeça Maior – devido ao atrito em tubos retos
- Menor perda de carga – devido a componentes como válvulas, curvas…
- Uma forma especial da equação de Darcy pode ser usada para calcular pequenas perdas .
- As perdas menores são aproximadamente proporcional ao quadrado da taxa de fluxo e, portanto, eles podem ser facilmente integrados na equação de Darcy-Weisbach através de coeficiente de resistência K .
- Como uma perda de pressão local, a aceleração do fluido em um canal aquecido também pode ser considerada.
Existem os seguintes métodos:
Por que a perda de cabeça é muito importante?
Como pode ser visto na figura, a perda de carga é a principal característica de qualquer sistema hidráulico. Nos sistemas em que uma certa vazão deve ser mantida (por exemplo, para fornecer refrigeração ou transferência de calor suficiente a partir do núcleo do reator ), o equilíbrio da perda de carga e da carga adicionada por uma bomba determina a vazão através do sistema.
Queda de pressão – Montagem de combustível
Em geral, a queda de pressão total do conjunto de combustível é formada pela queda de atrito do feixe de combustível (dependente da rugosidade relativa das barras de combustível, número de reynolds , diâmetro hidráulico etc.) e outras quedas de pressão dos elementos estruturais (bico superior e inferior, grades espaçadoras ou grades de mistura) )
Em geral, não é tão simples calcular quedas de pressão em conjuntos de combustível (especialmente as grades espaçadoras) e isso pertence ao conhecimento essencial de determinado fabricante de combustível. Principalmente, as quedas de pressão são medidas em laços hidráulicos experimentais , em vez de calculadas.
Os engenheiros usam o coeficiente de perda de pressão , CLP . Nota-se K ou ξ (pronunciado “xi”). Este coeficiente caracteriza a perda de pressão de um determinado sistema hidráulico ou de uma parte de um sistema hidráulico. Pode ser facilmente medido em loops hidráulicos. O coeficiente de perda de pressão pode ser definido ou medido para tubos retos e especialmente para perdas locais (menores) .
Usando os dados do exemplo acima mencionado, o coeficiente de perda de pressão (apenas por atrito do tubo reto) é igual a ξ = f D L / D H = 4.9 . Mas o coeficiente geral de perda de pressão (incluindo grades espaçadoras, bocais superior e inferior etc.) é geralmente cerca de três vezes maior. Este PLC ( ξ = 4,9 ) faz com que a queda de pressão é da ordem de (usando as entradas anteriores) Ap atrito = 4,9 x 714 x 5 2 /2 = 43,7 kPa (sem grelhas de espaçamento, de topo e bocais inferiores). O CLP real cerca de três vezes maior significa que o combustível Δp cerca de três vezes maior será.
A perda de pressão geral do reator, reator Δp , deve incluir:
- descendente e fundo do reator
- placa de suporte inferior
- conjunto de combustível, incluindo grades espaçadoras, bocais superior e inferior e outros componentes estruturais – Δp fuel
- montagem da estrutura da guia superior
Como resultado, a perda de pressão total do reator – Δp do reator é geralmente da ordem de centenas de kPa (digamos 300 – 400 kPa) para parâmetros de projeto.
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