![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет простого трубопровода.
Лекция 16. Гидравлический расчет трубопроводов. Различают простые и сложные трубопроводы. Простой трубопровод - трубопровод постоянного сечения, имеющий в своем составе “ n ” местных сопротивлений. Сложный трубопровод - комбинация простых трубопроводов, соединенных последовательно, параллельно, разветвленно. Гидравлический расчет включает в себя определение одного из следующих трех параметров при заданных двух остальных: 1). Задано d, Q определить напор Hпотр=? 2). Задано Н, d определить Q=? 3). Задано Н, Q определить d=?
Расчет простого трубопровода. Для перемещения (транспорта) жидкостей и газов применяют трубопроводы, изготовленные из разных материалов: стали, чугуна, бетона, пластмассы, асбестоцемента и др. Трубопроводы бывают напорные и безнапорные, короткие и длинные, простые и сложные. Пропускная способность напорных трубопроводов существенно зависит от потерь напора по длине и в местных сопротивлениях (стыках, арматуре и т. п.). Трубопроводы малой длины и с большим числом местных сопротивлений, потери напора в которых превышают 10% потерь напора но длине (коммуникации насосных станций, лабораторий, маслопроводы и др.), называют короткими. К длинным относят трубопроводы большой протяженности, в которых потери напора на преодоление местных сопротивлений незначительны (не более 10% потерь напора по длине). Трубопроводы из труб одного или нескольких диаметров без ответвлений и без раздачи расхода по пути движения жидкости называют простыми. Трубопроводы из сети труб различного диаметра с магистральными линиями и с ответвлениями (тупиковые, кольцевые) называют сложными.
ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ТРУБОПРОВОДОВ
Гидравлический расчет трубопроводов позволяет решать три основные задачи: 1) определять необходимый напор для пропуска известного расхода воды при заданном диаметре труб; 2) определять пропускную способность труб заданного диаметра при известных потерях напора; 3) определять сечение трубопроводов при заданных расходах воды и потерях напора. Потери напора в трубопроводе слагаются из потерь на трение по длине и потерь на преодоление местных сопротивлений, т. е.
Потери напора по длине трубопроводов определяют по формуле Дарси—Вейсбаха: где λ — коэффициент сопротивления трения по длине l; dp — расчетный внутренний диаметр труб, м; υ — средняя скорость движения жидкости, м/с; R — гидравлический радиус. Если для круглой трубы определить скорость движения жидкости
то потери напора по длине можно вычислить по формуле
где Сопротивление по всей длине l трубопровода составит
Потери напора на единицу длины трубопровода называют гидравлическим уклоном i т. е.
Коэффициент сопротивления λ при движении воды в новых и бывших в эксплуатации трубопроводах из различных материалов определяют по зависимостям, полученным во ВНИИ ВОДГЕО д-ром техн. наук Ф. А. Шевелевым: для новых стальных труб для стальных чугунных труб, бывших в эксплуатации При гидравлических расчетах водопроводных труб удельное сопротивление можно подсчитать по формуле, составленной с учетом увеличения коэффициента λ вследствие возрастания шероховатости стенок труб во время их эксплуатации в результате коррозии или образования отложений: Эта формула справедлива при скорости движения воды υ ≥ 1, 2 м/с. При меньших скоростях в значения удельных сопротивлений вводится поправочный коэффициент Кп на неквадратичность зависимости потерь напора от средней скорости движения жидкости. Тогда формулы (1.106) и (1.107) приобретают такой вид:
Значения поправочного коэффициента Кn изменяются от 1 до 1, 4 при изменении скорости от 1, 2 до 0, 2 м/с. Поправочный коэффициент определяют по формуле Потери напора на преодоление местных сопротивлений определяют по формуле
По аналогии с формулой (1.106) можно записать При расчетах трубопроводов местные потери можно выразить в виде потерь напора на трение по эквивалентной длине. При этом hM = hMЭ т. е.
Так как d=const, то Принимаем режим течения в трубопроводе - стационарным. Течение можно описать уравнением Бернулли. Следовательно: Обобщая полученные зависимости для ламинарного и турбулентного режимов можно записать: Графическое представление данной зависимости: Для ламинарного m=1: Для турбулентного m=2:
|