4. Проверка прочности трубопровода

После определения оптимального диаметра трубопровода необходимо выполнить расчет на его прочность по нижеприведенной методике.

Максимальный пьезометрический напор имеет место в точке А трубопровода и равен:

,

где − потери напора на участке АЕ трубопровода, м.

Сопротивление трубопровода определяется для выбранного стандартного (оптимального) диаметра труб по зависимости:

;

;

м.

Максимальное давление в начале трубопровода (точка А) составляет:

.

Н / м².

принимаем МПа.

Минимальное допустимое значение толщины труб определятся по формуле:

, м,

где p_max = p_А − максимальное давление в трубопроводе, Па;

k_р − допустимое напряжение на растяжение для материала труб, Па (для стальных k_р = 380  10⁶ Па, для чугунных − k_р = 150  10⁶ Па);

м

Толщина  принятых к установке труб должна превышать расчетную допустимую толщину _доп.

Если  < _доп , то к установке необходимо принять стандартные трубы, близкие по диаметру к оптимальному но с  > _доп.

Таким образом, принятые к установке трубы имеют толщину стенки м, превышающую допустимую .

5. Построение графика изменения напоров по длине трубопровода

Для построения графика изменения напоров по длине трубопровода вначале определяются значения пьезометрического, скоростного и полного напоров в начальной и конечной точке (точки А и Е).

Пьезометрический напор в начальной точке трубопровода (точка А) составляет:

;

м.

Оптимальная скорость движения жидкости:

;

м.

Полный напор в точке А равен сумме геометрического, пьезометрического и скоростного напоров:

;

м.

Пьезометрический напор в конечной точке трубопровода (точка Е) равен свободному напору:

.

Полный напор в точке Е:

;

м.

По исходным данным геометрических отметок точек А, В, С, D и Е (геометрических напоров в соответствующих сечениях трубопровода) и протяженности участков между этими точками (l_AB, l_BC, l_CD, и l_DE) откладываются их значения (в выбранном масштабе) от плоскости сравнения 0-0. Соединяя вершины отрезков строится линия геометрических напоров.

Аналогично, откладывая значения пьезометрических и полных напоров в точках А и Е трубопровода и соединяя их вершины прямыми линиями, получают линии пьезометрического и полного напоров. Пьезометрические напоры в точках В, С и D определяются графическим методом как разность между статическим и геометрическим напорами в соответствующих точках.

Изменение напоров по длине трубопроводов представлено на рис 5.1.

Рис. 2

6. Построение напорной характеристики трубопровода

Уравнение напорной характеристики рассматриваемого трубопровода имеет вид:

.

Задаваясь 6…10 произвольными значениями расхода жидкости Q от 0 до заданного максимального значения, вычисляется напор Н и строится напорная характеристика трубопровода Н = f (Q).

В табл. 6.1. приведены значения напора Н при различных расходах жидкости Q.

Таблица 6.1. − Значения напора при различном расходе жидкости

, м3 / час	0	20	40	60	80	100	125
, м	25,0	25,26	27,93	38,97	69,49	136,99	286,99

Напорная характеристика трубопровода представлена на рис. 6.1.

Рис. 3