Гидравлический расчет трубопроводов

Для транспортирования жидкостей используют трубопрово­ды, изготовленные из разных материалов. Они бывают напо­рными и безнапорными, короткими и длинными, простыми и сложными.

Простые трубопроводы. Простым (коротким) называют тру­бопровод, по которому жидкость транспортируют от питателя к приемнику без промежуточных ответвлений потока. При этом необходимо учитывать не только потери напора на трение по длине трубопровода, но и скоростной напор и местные потери напора, которыми в данном случае нельзя пренебречь.

Исходным при расчетах простого трубопровода (рис.)

яв­ляется уравнение баланса напоров (уравнение Бернулли)

Схема к расчету короткого трубопровода

Учитывая, что v²₁/2g=0, Н₁— H₂= H; v₂ = v₁ и

получим

откуда средняя скорость исте­чения жидкости

Введем обозначение где j — коэффициент скорости, а

— коэффициент сопротивления системы

Следовательно, окончательно

Расход жидкости, пропускаемой через короткий трубопровод, можно определить по формуле

где m=j — коэффициент расхода; S — площадь живого сечения.

Длинные трубопроводы. Это трубопроводы постоянного по длине диаметра, у которых основными являются потери напора по длине, а местными потерями напора и скоростным напором можно пренебречь.

Потери напора по длине трубопровода определяют

по формуле Дарси—Вейсбаха:

Учитывая, что расход Q = V×S и скорость движения потока тогда

или

где А — удельное сопротивление трубопровода, определяемое по справочным таблицам;

Для переходной области удельное сопротивление Ао=Аb,

где b — поправочный коэффициент, учитывающий зависимость коэффициента |гидравлического трения l от числа Рейнольдса.

Кроме удельного сопротивления А в литературе по гидравлике для решения задач приводится способ расчета длинных трубо­проводов, базирующийся на формуле Шези.

Широко применяемые гидравлические параметры — это мо­дуль расхода , сопротивление трубопровода S_T=A*l, про­водимость трубопровода . С помощью вышеука­занных параметров потери напора по длине можно определить следующим образом:

Параллельное соединение трубопроводов. В узел поступает рас­ход Q и разделяется на n в общем случае неравных частей Q₁, Q₂, Оз,..., Qi,..., Qn.

Особенность расчета заключается в том, что потери напора в каж­дой из линий одинаковы и равны разности напоров в узлах А и B.

h₁ = h₂ = h₃ =... = h_n = h_A - h_B

Расход через любую из линий, соединяющих точки А и В, может быть записан в виде

Так как сумма расходов во всех параллельных трубопроводах равна расходу Q до разветвления трубопровода

Последовательное соединение трубопроводов. Рассмотрим тру­бопровод, состоящий из п последовательно соединенных труб различных диаметров. Каждый участок этого трубопровода имеет длину l и диаметр d.

При движении жидкости по трубопроводу весь напор Н будет затрачен на преодоление потерь напора по длине.

Полная потеря напора в трубопроводе равна сумме потерь на отдельных участках

где l — длина участка, м; A — удельное сопротивление участка.

Дата добавления: 2014-01-03