Сопротивление каждого элемента линии можно получить исходя из коэффициента сопротивления, заданного изготовителем. Затем может быть рассчитано полное сопротивление линии путем умножения суммы коэффициентов на квадрат скорости потока и делением результата на 2g (g – ускорение свободного падения = 9,81 м/с²).

Пример: Скорость продукта в системе трубопроводов равна 1,75 м/с (диаметр труб 2,5 дюйма и расход 20 000 литров/час). Сумма коэффициентов сопротивления равна 190. Гидравлическое сопротивление будет равно: Гидравлическое сопротивление выражается в единицах столба жидкости, необходимого для компенсации падения давления вследствие сопротивления.

Этот способ выражения сохранился с тех времен, когда первоначальным применением насосов было поднятие воды с низшего уровня на более высокий, например, из рудничной шахты на поверхность. Производительность насоса определялась высотой, на которую он мог поднять воду. В нашем случае полное сопротивление в системе трубопроводов эквивалентно работе, производимой насосом, поднимающим воду по вертикали на высоту 30 метров. Это также означает, что столб воды высотой 30 метров будет производить давление, достаточное для преодоления сопротивления потока.

Падение давления

Гидравлическое сопротивление отдельного элемента приводит к падению давления. Если давление измеряется с помощью датчика давления (рис. 7.10) до и после данного элемента, то со стороны выхода давление будет ниже. Данный элемент – например, отсечной клапан – вызывает падение давления на линии.

Это падение давления, измеряемое высотой жидкостного столба, эквивалентно гидравлическому сопротивлению данного элемента, а его величина зависит от скорости, иными словами, от расхода и размера труб.

Падение давления на отдельном элементе вместо коэффициентов сопротивления часто представляют как снижение столба в метрах для различного расхода. На графике (рис. 7.11) представлены расходы от 5000 литров в час для наименьших диаметров труб 1,5 дюйма (38 мм) до 200 000 литров в час для наибольших – 4-дюймовых (101,6 мм) – отсечных клапанов. Для расхода 20 000 литров/час и размера трубы 2,5 дюйма (63,5 мм) и скорости 1,75 м/с график указывает падение давления, или снижение столба на 0,4 м при полностью открытом клапане.