ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.03.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
Залежно від співвідношення між втратами по довжині і місцевими втратами натиску розрізняють два види трубопроводів.
Трубопроводи гідравлічно довгі, коли місцеві втрати складають (5 10)% від втрат по довжині. Визначення загальних втрат натиску
= дл + м зводиться до знаходженнявтрат по довжині
Основною |
= |
|
+ (0,05+0,10) = (1,05÷1,1) |
гідравлічно |
||
|
|
дл |
|
дл |
дл |
(1.24) |
|
розрахунковою |
формулою |
для |
|
||
довгихтрубопроводів є формула (2.10) Дарсі–вейсбаха. |
|
|
||||
До таких трубопроводів відносяться трубопроводи великої |
||||||
протяжності, що |
мають |
|
незначну |
кількість трубопровідної |
арматури |
|
(магістралі водопроводів, нафтопроводів і т.п.).
Гідравлічні короткі трубопроводи. У таких трубопроводах місцеві втрати соизмеримы з втратами по довжині або перевищують їх. Загальні
втрати знаходять, як суму і всіх місцевих втрат, тобто |
|
м = дл + ∑ м |
(1.25) |
Урозрахунках використовуються формули (2.10) для втрат по довжині
і(2.11) для місцевих втрат.
При розрахунках трубопровідних систем вирішуються три основні
завдання:
1.Відомі: діаметр , довжина трубопроводу , витрата .
Визначити: натиск |
на початку трубопроводу або перепад |
∆ |
, який |
||||
забезпечує дану витрату. |
|
|
|
|
|||
2. |
Задані: |
трубопроводу, натиск , необхідно знайти витрату . |
|||||
3. |
Дані: гідравлічні, |
параметри трубопроводу |
і |
, довжина . |
|||
Визначити: |
трубопроводу. |
|
|
|
|
||
Рішенню всіх трьох завдань передує складання схеми трубопровідної мережі.
Основні розрахункові залежності. Визначення втрат натиску в трубопроводі слід вести, враховуючи, до якого вигляду відноситься даний
20
трубопровід. Для гідравлічно довгих трубопроводів слід використовувати закономірності (1.24), коротких – (1.25).
Визначення втрат натиску по довжині трубопроводу можна проводити по формулах раніше розглянутим, а саме:
При ламинарном режимі руху по формулі Пуазейля–гагена (1.13).
При будь–якому режимі по формулі Дарси–вейсбаха (1.10),
враховуючи зони опору для (розділ 2.5.2 даних МУ).
Слід пам'ятати, що при розвиненому турбулентному режимі в зоні квадратичних опорів коефіцієнт гідравлічного опору залежить тільки від відносної шорсткості труби, тобто = (∆/ ).
Якщо трубопровід складений з послідовно сполучених труб, то витрата уздовж труби не змінюється, а втрати натиску в трубопроводах рівні сумі втрат всіх труб, тобто
= |
= |
= = |
(1.26) |
|
= |
+ + |
|
При паралельному з'єднанні труб загальна витрата в трубопроводі рівна сумі витрат в паралельних ділянках, втрати натиску при цьому у всіх трубах рівні, а саме:
= |
+ |
= |
(1.27) |
= |
= |
… |
|
При гідравлічному розрахунку трубопроводів широко використовуються графічні методи, засновані на поняттях потрібного натиску і гідравлічної характеристики трубопроводу [1,2,3].
по |
р |
|
сп |
|
ст |
к |
|
|
(2.28) |
Приведена формула |
встановлює∑ залежність між потрібним натиском |
||||||||
|
= |
|
+ = |
+ |
|
∙ |
… |
|
|
по р і витратою . Тут |
|
ст |
(статичний натиск) |
|
є деякою геометричною |
||||
висотою, рівною сумі висоти на яку піднімається рідина в процесі руху по
трубопроводу, і п'єзометричної висоти в кінці трубопроводу / тобто
21
ст |
= ∆ + / |
; к |
= ∑ |
– сума втрат натиску у виразі від витрати, яка |
|
|
прямо пропорційна швидкості руху потоку.
а – при ламинарном течії; б – при турбулентному режимі
Рис. 8. Залежності потрібних натисків від витрати рідини в трубопроводі [1,2,3].
Для ламінарного режиму формула (2.28) приймає наступний вигляд:
|
|
|
|
|
|
пор |
|
Нст кл |
|
|
(1.29) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
расч |
|
|
|
|
|
|
коефіцієнт пропорційностік |
л = 128 |
∙ |
= |
; |
+ |
∙ |
|
; n=1 |
||||
|
|
|
|||||||||||
де |
Для турбулентної течії |
|
|
расч = |
+ |
экв |
|
||||||
тут кТ = ∑ + |
|
|
|
|
по |
р = |
с |
+кТ ∙ |
|
|
(1.30) |
||
|
|
|
; n=2 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
При послідовному |
з'єднанні труб |
сумарна |
залежність |
по |
|
р |
|
|
; |
||||||||||
будується складанням |
всіх труб при одному і тому ж значенні |
витрати |
|||||||||||||||||
|
|
|
= |
( |
) |
||||||||||||||
при паралельному |
єднанні сумарна залежність |
|
по |
р |
|
|
|
|
будується |
||||||||||
з' ∑ |
|
|
|
|
|
|
|
=. |
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|||
складанням витрат всіх труб при фіксованому значенні |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Якщо в рівняннях (1.28), (1.29) |
і |
(1.30) |
покласти, |
що |
|
ст |
|
|
|||||||||||
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
= 0 |
|||||||||||
отримаємо залежність сумарних втрат натиску |
к∑л |
|
. від витрати |
, тобто |
|||||||||||||||
|
|
|
∑ |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.31) |
||||
для ламінарного режиму |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.32) |
||
|
|
|
рідини в трубопроводі. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
для турбулентного режиму руху∑ |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Залежності |
(1.31) |
і |
(1.32) |
називаються |
|
характеристиками |
|||||||||||||
трубопроводів. Їх графічне зображення відповідає переміщенню початку
відліку з крапки О в крапку О’ на графіці по р |
|
(рис. 8). |
натиску приведені в розділі 4 |
||
Методика побудови кривих потрібного = |
( ) |
|
даних МУ.
Побудова кривих потрібного натиску буває необхідно при рішенні завдань гідравлічного розрахунку напірних трубопроводів з насосною подачею рідини [1, з. 129–133].
23