Розрахунки трубопроводу з послідовно з’єднаних труб
Розглянемо систему послідовно з’єднаних труб різних діаметрів і довжини. Взагалі матеріал труб може бути різним. Система з’єднує два резервуари (рис.2.3).
Рис. 2.3
Задані витрата Q, діаметри труб, довжина ділянок. Витратні характеристики беремо з додатку 2.
По трубопроводу, який складається з послідовно з’єднаних труб, протікає незмінна за довжиною транзитна витрата Q. На кожній ділянці трубопроводу для пропускання витрати Q витрачається напір Н:
, (2.17)
де і=1,2,3… n- номер ділянки трубопроводу.
Місцевими втратами нехтуємо, напір Н, який затрачують на подолання втрат напору за довжиною, дорівнює сумі втрат напору на окремих ділянках:
.
Враховуючи (2.11), при постійній витраті Q
(2.18)
або
, (2.19)
де Аі – питома втрата і-ї ділянки з урахуванням зони опору.
Приклад 3. Визначити втрату води, що подається по трьох послідовно з’єднаних трубах з лівого резервуара (рис. 2.3) при наступних даних: напір Н=18 м труби нормальні, d1=300 мм; d2=200 мм; d3=150 мм; довжина ділянок L1=300 м; L2=900 м; L3=600 м.
Згідно з (2.17) витрата дорівнює
.
За допомогою додатку 2 знаходимо значення 1000/К2кв для нормальних труб діаметром 300, 200 і 150 мм. Відповідно отримуємо
; .
Приймемо, що зона опору на всіх трьох ділянках буде квадратичною, тобто коефіцієнти
При цих умовах знайдемо витрату
|
|
.
Площі живих перерізів w приймаємо з додатку 2: w1=7,07 дм3; w2=3,14 дм3; w3=1,767 дм3.
Тоді середня швидкість
;
;
.
Згідно з додатком 1 бачимо, що в третій трубі зона опору квадратична і , а в трубах 1 і 2 значення швидкості менші квадратичних, тоді з додатку 1 знаходимо і .
З урахуванням коефіцієнтів отримуємо
.
Розрахунки паралельно з’єднаних труб
При паралельному з’єднанні довгих трубопроводів між точками М і N проходять декілька трубопроводів (рис.2.4).
Задані витрата Q, довжина, діаметри, матеріал труб і витратні характеристики.
Рис. 2.4
Різниця п’єзометричних напорів на початку і в кінці труб складає напір Н. На кожній дільниці труби вода рухається під дією однакового напору. Але у зв’язку з різною довжиною ділянок гідравлічні ухили будуть різними:
,
де і – номер ділянки труби.
Витрата на будь-якій ділянці
(2.20)
або
. (2.21)
Сума витрат на окремих ділянках має відповідати загальній витраті, що надходить у вузлові точки М і N:
. (2.22)
Таким чином маємо n+1 рівняння: n рівнянь (2.19) і рівняння (2.21).
Можемо знайти напір Н і витрату Q в кожній з паралельно з’єднаних ділянок
|
|
(2.23)
або
. (2.24)
Розподіл витрати між окремими ділянками невідомий. Тому всі витрати на ділянках виражаємо через який-небудь один, наприклад Qі. Тоді маємо
(2.25)
або
. (2.26)
Підставивши (2.25) у (2.21) знайдемо витрату Qі, а далі й інші витрати.
При розрахунках вважаємо, що зона опору на всіх ділянках квадратична, тобто , а К=Ккв. Знаходимо Q і Н і середню швидкість на ділянці Vкв. Якщо необхідно, вносимо поправки і визначаємо Н і Q.
Можливе також використання інших формул.
Втрати опору за довжиною при постійному діаметрі визначаємо так:
, (2.27)
де Sо – питомий опір, який визначається
, (2.28)
що відповідає формулі (2.10) і позначений буквою А.
При послідовно з’єднаних трубопроводах з різними діаметрами, довжиною, витратами втрати опору знаходимо як суму втрат на окремих ділянках:
.
При паралельному з’єднанні трубопроводів із загальними вузловими почтами на початку і в кінці втрати опору однакові, а сума витрат рівна загальній витраті:
|
|
Q1+Q2+Q3+…+Qn ,
,
. (2.29)
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 157; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!