Pасчет простого трубопровода постоянного сечения

Классификация трубопроводов

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

Движение жидкости в трубопроводах происходит благодаря работе насосов за счет разности уровней или путем создания давления в емкости, из которой подается жидкость.

Простыми трубопроводами называются трубопроводы, не имеющие ответвлений и раз­ветвлений. Сложные трубопроводы имеют последовательно и параллельно соединенные участки.

Короткие трубопроводы - это трубопроводы, местные потери в которых составляют больше 5÷10% от суммарных потерь напора: hм.с.> (5÷10)%Σhпот.

Длинные трубопроводы - местные потери в которых составляют меньше (5÷10)% от сум­марных потерь напора: hм.с.< (5÷10%)Σhпот.

Суммарные nотери для длинных трубопроводов: h = (1,05÷1,1)λ(вводится поправка на местные потери).

 

1 - вентиль; 2 - фильтр; 3 - обратный клапан

Уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 потока реальной жидкости:

z1 + p1/ρg + αv12/2g = z2 + p2/ρg + αv22/2g + Σhпот.

Так как трубопровод постоянного диаметра, то v1=v2.

Запишем уравнение Бернулли в следующем виде:

p1/ρg = ∆z + p2/ρg + Σhпот., где ∆z = z2z1.

Введем обозначения:

p1/ρg = Нпотр. - потребный напор для обеспечения необходимого расхода;

z + p2/ρg = Нст - статический напор;

Σhпот.= КQm.

Тогда Нпотр. = Нст+ КQm, где К - коэффициент сопротивления трубопровода.

Для ламинарного течения m = 1 - Σhпот. = КQ;

для турбулентного течения m = 2 - Σhпот. = КQ2.

Характеристикой трубопровода называется зависимость суммарных потерь от расхода: Σhпот = f(Q). Характеристика трубопровода может быть выражена в аналитическом, графиче­ском или табличном виде.

 

 

Рис. Характеристики трубопроводов

а) для ламинарного течения б) для турбулентного течения

 

1. Докажем, что для турбулентного течения m = 2, т.е. Σhпот = КQ2:

Σhпот = hтр.+ hм.с. = (λ)= (λ)= (λ) = КQ2,

где К = (λ) , т.е. m = 2.

2. Докажем, что для ламинарного течения m = 1, т.е. Σhпот = КQ.

Для ламинарного течения при замене местных сопротивлений эквивалентными длинами, когда Lрасч = L + ΣLэкв., или для длинных трубопроводов, когда Lрасч.=(1,05÷1,1)L:

Σhпот =(λ) = λ= = =

= = = КQ, т.е. m = 1.

Покажем зависимость потребных напоров от расхода жидкости Нпотр. = f(Q) (кривые по­требного напора).

 

Для ламинарного течения Для турбулентного течения

Рис. Кривые потребного напора

 

Статический напор Нcт. положителен, если жидкость поднимается вверх или движется в по­лость с повышенным давлением.

Статический напор Нст отрицателен, если жидкость опускается вниз или движется в по­лость с разрежением.