Гидравлический расчет трубопроводов
Основные задачи расчета трубопроводных систем. Методы расчета трубопроводов различных типов. Сущность гидравлического удара в трубопроводе и метод расчета трубопровода на гидроудар.
Трубопроводы делятся на простые и сложные, которые в свою очередь делятся на длинные и короткие.
При гидравлическом расчете трубопроводов в основном встречаются три задачи:
1) определение необходимого напора в начале трубопровода;
2) определение диаметров труб участков;
3) определение расходов жидкости по участкам труб при известном напоре.
Основными расчетными формулами являются:
1) уравнение Бернулли для потока вязкой несжимаемой жидкости;
2) уравнение неразрывности;
3) формула, определяющая число Рейнольдса;
4) табличные значения коэффициента гидравлического сопротивления и местных потерь или их формулы.
В зависимости от сложности трубопровода и требуемой точности используют различные методы расчета.
Метод эквивалентного трубопровода применяется при расчете простых длинных трубопроводов (магистралей). Метод заключается в расчете фиктивной трубы одного диаметра, равнозначной по потере напора фактической трубе.
При расчете разветвленного (сложного) трубопровода применяется метод эквивалентных отверстий, заключающийся в расчете площади эквивалентного отверстия, т.е. такого отверстия, расход жидкости через которое равен расходу в данной трубе, с последующим суммированием площадей отверстий.
|
|
|
При расчете длинных трубопроводов (при малой величине местных сопротивлений) потери напора могут определиться с помощью удельного сопротивления S (сек2/м6) или расходной характеристики К (л/ сек) (табличные величины, зависящие в основном от диаметра, материала трубы и состояния поверхности трубы – см. раздел 6).
Особое место в гидравлике занимает задача о гидравлическом ударе. Она отличается от большинства задач тем, что при ее решении нельзя пренебрегать упругостью капельной жидкости. Первым решение этой задачи получил в конце XIX в. Н.Е. Жуковский, который в отличие от своих предшественников учел как сжатие жидкости, так и растяжение стенок трубы при повышении давления в ней вследствие изменения скорости течения.
Повышение давления при прямом гидравлическом ударе определяется по формуле Жуковского:
, (2 - 25)
где ρ - плотность жидкости,
с - скорость распространения упругой деформации вдоль трубы, заполненной жидкостью, зависящая от модулей упругости жидкости и материала трубы, а также от ее диаметра и толщины стенок,
|
|
|
∆V - уменьшение или увеличение скорости движения жидкости в трубе.
При непрямом гидравлическом ударе повышение (понижение) давления перед запорным органом равно
, (2 - 26)
где 
фаза гидроудара, L - длина трубы, Тз - время закрытия (открытия) запорного устройства.
Знать: основные принципы расчета простых и сложных трубопроводов методами эквивалентного трубопровода и эквивалентных отверстий. Метод расчета трубопровода на гидроудар.Способы ослабления гидроудара.
Уметь: Производить гидравлические расчеты трубопроводов.
Представлять, понимать: Сущность явлений, происходящих в трубе при гидроударе.
Вопросы для самопроверки:
1. Какие трубопроводы называются простыми и сложными, короткими и длинными?
2. Какие три типа задач решаются при гидравлическом расчете трубопроводов?
3. Какие основные расчетные формулы применяются при гидравлическом расчете трубопроводов?
4. Какие методы применяются при гидравлическом расчете магистралей и разветвленных трубопроводов? Их сущность.
5. Что такое гидравлический удар в трубопроводе и чем он вызывается?
6. Что такое прямой и непрямой гидравлические удары?
|
|
|
7. Как определяется величина повышения давления при прямом гидроударе?
8. Как определяется скорость распространения ударной волны и от чего она зависит?
9. Что такое фаза гидравлического удара?
10. Как определяется величина повышения давления при непрямом гидравлическом ударе?
11. Какие применяются способы для уменьшения величины повышения давления при гидравлическом ударе?
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 578; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!