Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Гидравлика

Гидравлический расчет простого трубопровода

Для расчета трубопроводов используется уравнение Бернулли, из которого следует, что разность значений напора в сечениях 1 и 2 равна потере напора, т.е. . Кроме того, используются водопроводные формулы ; и формула для определения местных потерь напора

Рассмотрим установившееся движение жидкости по трубопроводу, соединяющему два резервуара А и В (из сосуда А жидкость переливается в сосуд В – рис. 7.2).

Составим уравнение Бернулли для сечений I и II:

где – сумма линейных и местных потерь напора.

Схема к проведению гидравлического расчета простого трубопровода

Рис. 7.2. Схема к проведению гидравлического расчета простого трубопровода

Так как , а также ,то

Отсюда следует, что разность геометрических напоров полностью идет на покрытие потерь.

Формула для суммарной потери напора имеет вид

где – коэффициент сопротивления системы.

Тогда

Отсюда

и

В том случае, когда местными потерями можно пренебречь и при турбулентном режиме движения, расход можно определить непосредственно по формуле

где К – модуль расхода (см. параграф 6.17).

Составляя уравнение Бернулли для сечений а и b (см. рис. 7.2), убеждаемся, что разность пьезометрических напоров идет на преодоление сопротивления по длине:

Без учета местных сопротивлений линия полного напора будет выражаться прямой линией с постоянным наклоном (линия АВ на рис. 7.2).

Если трубопровод состоит из ряда отдельных участков с различными диаметрами, последовательно соединенных между собой (рис. 7.3), то задача решается аналогично:

где

Формула для ΔН в развернутом виде будет

или

Схема к определению расхода при последовательном соединении трубопроводов

Рис. 7.3. Схема к определению расхода при последовательном соединении трубопроводов

При неучете местных потерь и турбулентном движении

Учитывая, что

получаем

Для простого трубопровода. Тогда

Отсюда

Последнюю формулу можно записать в виде

(7.1)

где – коэффициент пропускной способности трубопровода.

Формулу (7.1) перепишем в виде

где – коэффициент гидравлической характеристики трубопровода.

Рассмотрим теперь, как в случае простого трубопровода решаются упомянутые выше три частные задачи.

1. Заданы расход Q и размеры трубопровода (диаметр d и длина l). Требуется определить перепад напора ΔН.

Из соотношения

определив среднюю скорость

или, учитывая формулу (7.1), получаем

2. Заданы перепад напоров ΔН и размеры трубопровода (диаметр d и длина l). Требуется определить расход Q.

Определив среднюю скорость

найдем

или

3. Заданы расход Q и перепад напоров ΔН. Требуется определить диаметр трубопровода d (длина и конфигурация трубопровода и характеристики жидкости также считаются заданными).

В простейшем случае, когда местными сопротивлениями можно пренебречь,

Так как

то

Отсюда

Для квадратичной области можно принять λ = const, если шероховатость трубопровода задана, и, следовательно, d определено явно.

Если и, следовательно, , так как , то расчет усложняется н ведется методом последовательных приближений.

Для ламинарного режима

и

Так как

то

Отсюда

Имеются и другие методы решения этой задачи.

Метод эквивалентных потерь

Гидравлический расчет трубопровода производят также по методу эквивалентных потерь. Основная идея этого метода состоит в том, что трубопровод, состоящий из участков с разными диаметрами, заменяется условно трубопроводом с постоянным диаметром dэ, потери напора в котором равны (эквивалентны) потерям в действительном трубопроводе.

Применим этот метод к расчету простого трубопровода. Обозначим через dэ и аэ диаметр и коэффициент сопротивления. По второй водопроводной формуле для эквивалентного трубопровода

где (для трех последовательно соединенных трубопроводов).

Так как

то

Вычислив значение N, можно найти . После этого расчет ведется как для простого трубопровода постоянного диаметра.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы