Главная | Обратная связь

Гидравлический расчет простых и сложных трубопроводов. Простой трубопровод постоянного сечения

Трубопровод называют простым, если он не имеет ответвлений. Простые трубопроводы могут быть соединены между собой так, что они образуют последовательное соединение, параллельное соединение или разветвленный трубопровод. Трубопроводы могут бытв слож­ными, содержащими как последовательные, так и параллельные соединения или ветви разветвления.

Жидкость движется по трубопроводу благодаря тому, что ее энергия в начале трубопровода больше, чем в конце. Этот перепад (разность) уровней энергии может быть создан тем или иным спосо­бом: работой насоса, благодаря разности уровней жидкости, давле­нием газа.

Рис. 1.91. Схема простого трубопровода

Пусть простой трубопровод постоянного сечения расположен произвольно в пространстве (рис. 1.91), имеет общую длину I и диаметр d и содержит ряд мест­ных сопротивлений. В начальном сечении (1 — 1) геометрическая высота равна z₁, и избыточное давление Р₁, а в конечном (2 — 2) соответственно z₂ и р₂. Скорость

потока в этих сечениях вследствие постоянства диаметра трубы оди­накова и равпа v.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1 — 1 и 2 — 2. Считая α₁ = α₂ и исключая скоростные напоры, получаем

Z₁+p₁/(pg)=z₂+p₂/(pg)

Или

p₁/(pg)=z₂- z₁+p₂/(pg)+£h

Пьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения (1.138) назовем потребным напором Нпотр. Если же эта высота задана, то будем называть ее располагаемым напором Н_расп.Как видно из формулы, этот напор складывается из геометрической высоты ∆_z = z₂ — z_1, на которую поднимается жидкость в процессе движения по трубопроводу, пьезометрическое высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе.

Сумма двух первых слагаемых ∆_z + р₂/( pg) есть статический напор, и его можно представить как некоторую эквивалентную гео­метрическую высоту Н_ст подъема жидкости, а последнее слагаемое £h — как степенную функцию расхода, тогда

H_потр=H_ст+£h= H_ст+KQ^m (*)

Где величина К, называемая сопротивлением трубопровода, и показатель m имеет разные значения в зависимости от режима течения.

Для ламинарного течения при замене местных сопротивлений эквивалентными длинами получим:

£h=128vl_расчQ/(πgd⁴)

Следовательно,

К=128vl_расч/(πgd⁴) и m=1, (**)

Где l_расч =l+ l_экв.

_{Для турбулентного} течения , выражая скорость через расход, получим

£h=(£ζ+λ_t(l/d))(16Q²/2gπ²d⁴),

Следовательно,

К=(£ζ+λ_t(l/d))(16/2gπ²d⁴) и m=2. (***)

Формула (*), дополненная выражениями (**) и (***),явл-ся основной для расчёта простого трубопровода.