Гідравлічний розрахунок простого довгого трубопроводу
Як наголошувалося раніше, місцевими втратами опору у разі довгих трубопроводів звичайно нехтують, іноді не враховують і швидкісний натиск, причому вважають, що напірна лінія практично співпадає з п'єзометричною.
Мал. 2
Розглянемо умови сталого руху рідини по трубопроводу, що сполучає два резервуари А і В (мал. 6.2). Намітимо площину порівняння 0–0, як показано на кресленні. Напишемо рівняння Бернуллі для перерізів 1–1 і 2–2, співпадаючих з рівнями рідин в резервуарах А і В:
.
При значних площах живих перерізів потоку в резервуарах швидкості в цих перерізах будуть малі, а різниця 
близька до нуля. Тоді 
.
Отже, різниця рівнів Н в двох даних резервуарах повністю витрачається на подолання опорів в трубопроводі.
Таке положення має місце за наявності резервуару В (коли закінчення рідини виходить під рівень). У разі ж закінчення рідини з трубопроводу в атмосферу одержуємо дещо іншу картину.
Якщо простий трубопровід складається з труб різного діаметру (мал. 3), то в цьому випадку загальна втрата опору Σhf розділяється нерівномірно по довжині трубопроводу, а п'єзометрична лінія є суцільною ламаною лінією.
Застосуємо залежність (14) до розрахунку простого трубопроводу з послідовним з'єднанням труб різного діаметру (мал. 3).
Причому швидкісним натиском 
нехтуватимемо. Діаметри труб і довжини окремих ділянок відомі.
Мал. 3
|
|
|
Отже, ми можемо визначити їх витратні характеристики. Напишемо для кожної ділянки трубопроводу рівності
; 
; 
.
де hf1, hf2, hf3 – втрати опору по довжині на ділянці трубопроводу з довжинами l1, l2, l3, діаметрами d1, d2, d3 і витратними характеристиками К1, К2, К3.
Загальні втрати опору по довжині трубопроводу рівні сумі втрат опору на окремих його ділянках: hf= hf1+ hf2+ hf3 або
,
,
звідки
. (16)
Позначивши постійну величину, що характеризує пропускну спроможність даного трубопроводу, через
остаточно одержимо
, (17)
або
. (18)
Для побудови п'єзометричної лінії у разі даного трубопроводу необхідно обчислити значення втрат опору hf1, hf2 і hf3 і відкласти їх у відповідному масштабі на кресленні.
Приклад 1
Вода з водонапірної башти подається до вагоноремонтного заводу по трубопроводу завдовжки l= 3,5 км, діаметром d = 300 мм. Визначити витрату води, якщо відмітка землі в місці установки башти zσ = 130 м, відстань від землі до рівня води в башті Н = 17 м, відмітка землі біля заводу z3 = 110 м, потрібний натиск води біля заводу Нсв = 25 м.
По таблиці для п = 0,012 і d = 300 мм знаходимо витратну характеристику К = 1,121 м3/сек. Витрату визначимо по формулі (15):
|
|
|
Q 
0,0656м3/сек.= =65,6 л/сек.
Приклад 2
Визначити для умов прикладу 1 висоту башти (відстань від землі до рівня води в резервуарі), яка зможе забезпечити подачу води на завод в кількості Q = 85 л/сек.
Визначимо втрату опору по формулі (14):
= 20,1 м.
Потім знайдемо висоту башти:
Нб = z3 + НСВ + hf – zб = 110 + 25 – 20,1 – 130 = 25,1 м.
Приклад 3
Рівень води у водонапірній башті на hf – 25 м перевищує рівень води в точці її споживання. Довжина трубопроводу l = 2400 м. Підібрати діаметр трубопроводу при витраті води Q = 35 л/сек.
Обчислимо значення величини b:
/ (м3/сек)2
По таблиці визначаємо два найближчі значення величини b:
при d = 150 мм b = 31,18/ (м3/сек)2
при d = 200» b= 6,78
Для того, щоб трубопровід забезпечив подачу заданої витрати води, необхідно прийняти найближче більше значення діаметру d = 200 мм.
Приклад 4
Вода подається по трубопроводу, складеному з послідовно сполучених труб різних довжин і діаметрів: l1 = 700 м, l2 = 500 м, l3 = 200 м, d1 – 300 мм, d2 = 250 мм, d3 = 200 мм. Визначити втрати опору в трубопроводі при витраті води Q = 45 л/сек.
Для визначення втрати опору скористаємося залежністю (16);
По таблиці для n= 0,012 знаходимо витратні характеристики для відповідних діаметрів: К1 = 1,12 м3/сек, К2 – 0,692 м3/сек і К3 = 0,384 м3/сек.
|
|
|
Тоді
0,0452 = 5,98 м.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 72; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!