Расчет сложных трубопроводов

ЛЕКЦИЯ №17

Сложный трубопровод в общем случае составлен из простых трубопроводов с последовательным и параллельным их соединением (рис. 17.1, а) или разветвлениями (рис. 17.1, б).

Рис. 17.1. Схемы сложных трубопроводов

Рассмотрим разомкнутый сложный трубопровод с разветвлениями и с раздачей жидкости в конечных сечениях (точках) ветвей. Магистральный трубопровод разветвляется в точках А и С. Жидкость подается к точкам (сечениям) B, D и Е с расходами Q_B, Q_D и Q_E.

Пусть известны размеры магистрали и всех ветвей (простых трубопроводов), заданы все местные сопротивления, а также геометрические высоты конечных точек, отсчитываемые от плоскости M-N и избыточные давления в конечных точках и . В этом случае могут быть следующие основные задачи по расчету указанного трубопровода.

Задача 1. Дан расход Q в основной магистрали МА. Определить расходы в каждой ветви- Q_B, Q_D и Q_{E ,} а также потребный напор в точке М

.

Задача 2. Дан напор в точке М - Н_М. Определить расход в магистрали Q и расходы в каждой ветви.

Обе задачи решают на основе одной и той же системы уравнений, число которых на единицу больше числа конечных ветвей, а именно

а) уравнение расходов

;

б) равенства потребных напоров для ветвей CD и СЕ

;

в) равенства потребных напоров для ветви АВ и сложного трубопровода ACED

;

г) выражение для потребного напора в точке М

.

Физический смысл статических напоров в конечных точках B, D и E тот же, что и в формуле (16.2), а сопротивление ветвей К и показатели степени m определяются в зависимости от режимов течения.

Расчёт сложных трубопроводов часто выполняют графоаналитическим способом, т.е. с применением кривых потребного напора или характеристик трубопроводов. Кривую потребного напора Н_потр для всего сложного трубопровода можно построить следующим образом:

1) сложный трубопровод разбить на ряд простых;

2) построить кривые потребных напоров для каждого из простых трубопроводов, причём для ветвей с конечной раздачей – с учётом Н_ст, а для промежуточных участков (например, АС и МА) – без учёта Н_ст;

3) сложить кривые потребных напоров для ветвей (и параллельных линий, если они имеются) по правилу сложения характеристик параллельных трубопроводов;

4) полученную кривую сложить с характеристикой последовательно присоединённого трубопровода по соответствующему правилу.

Таким образом, при расчёте нужно идти от конечных точек сложного трубопровода к начальной его точке, т.е. против течения жидкости. Руководствуясь этим правилом, можно построить кривую потребного напора для любого сложного трубопровода как при ламинарном, так и при турбулентном режиме течения.

Выполнив описанное построение и получив график Н_потр = f(Q), можно с его помощью решать рассмотренные выше задачи в различных вариантах. Кроме того, кривая потребного напора Н_потр необходима для расчёта сложного трубопровода с насосной подачей.

Дата добавления: 2014-10-31