- •31. Местные гидравлические сопротивления.
- •32. Истечение жидкости через отверстие в тонкой стенке.
- •33. Истечение жидкости под уровень
- •34. Истечение жидкости через насадки.
- •35. Истечение жидкости через проходные сечения в гидравлических устройствах
- •36.Гидравлический расчет простого трубопровода
- •37. Построение характеристики потребного напора простого трубопровода
- •38. Трубопровод с насосной подачей
- •39. Гидравлический удар в трубопроводах.
- •40.Гидромашины, классификация, основные параметры.
- •41.Объёмный гидропривод, принцип действия, основные понятия.
- •42.Преимущества и недостатки объёмных гидроприводов, конструкция и задачи проектирования.
- •43. Основные сведения об объемных насосах
- •44. Возвратно-поступательные (поршневые) насосы.
- •45. Диафрагменные насосы, снижение неравномерности подачи жидкости насосами.
- •46. Общие свойства и классификация роторных насосов
- •47. Шестеренные насосы, конструкция параметры.
- •48. Пластинчатые насосы, конструкция, параметры.
- •49. Характеристики насоса и насосной установки.
- •50. Роторно-поршневые насосы, типы, конструкция, параметры.
- •51.Объёмные гидравлические двигатели, гидроцилиндры.
- •52.Гидромоторы, расчёт, обозначение роторных гидромашин на схемах.
- •53. Гидроаппараты, основные термины, параметры.
- •54. Запорно-регулирующие элементы гидроаппаратов.
- •55. Гидродроссели, виды, основные характеристики.
- •56. Гидроаккумуляторы рабочей жидкости, виды, назначение.
- •57.Поршневой насос с вальным приводом, устройство, принцип работы.
- •58.Основные параметры гидромашин, гидравлические, объёмные, механические потери напора.
- •59. Схемы основных гидроцилиндров, их графические обозначения.
- •60. Способы регулирования подачи насосной установки.
36.Гидравлический расчет простого трубопровода
Простым (коротким) называют трубопровод, по которому жидкость транспортируют от питателя к приемнику без промежуточных ответвлений потока. При этом необходимо учитывать не только потери напора на трение по длине трубопровода, но и скоростной напор и местные потери напора, которыми в данном случае нельзя пренебречь.
Исходным при расчетах простого трубопровода (рис. )
является уравнение баланса напоров (уравнение Бернулли)
Схема к расчету простого трубопровода
Учитывая, что V1^2/2g=0, Н1— H2= H; v2 = v1 и
получим
откуда средняя скорость истечения жидкости
Введем обозначение
Следовательно, окончательно
Расход жидкости, пропускаемой через короткий трубопровод, можно определить по формуле
где m=j— коэффициент расхода; S— площадь живого сечения.
37. Построение характеристики потребного напора простого трубопровода
Графическое представление в координатах Н—Q аналитической зависимости (5.2), полученной для данного трубопровода, в гидравлике называется характеристикой потребного напора. На рисунке 5.1, б, в приведено несколько возможных характеристик потребного напора (линейные — при ламинарном режиме течения и линейных местных сопротивлениях; криволинейные — при турбулентном режиме течения или наличии в трубопроводе квадратичных местных сопротивлений).
Как видно на графиках, значение статического напора Нст может быть как положительным (жидкость подается на некоторую высоту Δz или в конечном сечении существует избыточное давление p2), так и отрицательным (при течении жидкости вниз или при ее движении в полость с разрежением).
Крутизна характеристик потребного напора зависит от сопротивления трубопровода и возрастает с увеличением длины трубы и уменьшением ее диаметра, а также зависит от количества и характеристик местных гидравлических сопротивлений. Кроме того, при ламинарном режиме течения рассматриваемая величина пропорциональна еще и вязкости жидкости. Точка пересечения характеристики потребного напора с осью абсцисс (точка А на рисунке 5.1, б, в) определяет расход жидкости в трубопроводе при движении самотеком.
Графические зависимости потребного напора широко используются для определения расхода Q при расчете как простых трубопроводов, так и сложных. Поэтому рассмотрим методику построения такой зависимости (рисунок 5.2, а). Она состоит из следующих этапов.
1-й этап. Используя формулу (5.4) определяем значение критического расхода Qкр, соответствующее Reкp=2300, и отмечаем его на оси расходов (ось абсцисс). Очевидно, что для всех расходов, расположенных левее Qкр, в трубопроводе будет ламинарный режим течения, а для расходов, расположенных правее Qкр, — турбулентный.
2-й этап. Рассчитываем значения потребного напора Н1 и Н2 при расходе в трубопроводе, равном Qкр, соответственно предполагая, что Н1 — результат расчета при ламинарном режиме течения, а Н2 — при турбулентном.
3-й этап. Строим характеристику потребного напора для ламинарного режима течения (для расходов, меньших Qкр). Если местные сопротивления, установленные в трубопроводе, имеют линейную зависимость потерь от расхода, то характеристика потребного напора имеет линейный вид.
4-й этап. Строим характеристику потребного напора для турбулентного режима течения (для расходов, больших Qкp). Во всех случаях получается криволинейная характеристика, близкая к параболе второй степени.
Имея характеристику потребного напора для данного трубопровода, можно по известному значению располагаемого напора Hрасп найти искомое значение расхода Qx (см. рисунок 5.2, а).
Если же необходимо найти внутренний диаметр трубопровода d, то, задаваясь несколькими значениями d, следует построить зависимость потребного напора Hпотр от диаметра d (рис. 5.2, б). Далее по значению Нрасп выбирается ближайший больший диаметр из стандартного ряда dст.
В ряде случаев на практике при расчете гидросистем вместо характеристики потребного напора используют характеристику трубопровода.
Рисунок 5.2 - Графические зависимости для расчета простых трубопроводов:
а — кривая потребного напора; б — кривая для определения диаметра
Характеристика трубопровода — это зависимость суммарных потерь напора в трубопроводе от расхода. Аналитическое выражение этой зависимости имеет вид
. (5.5)
Сравнение формул (5.5) и (5.2) позволяет заключить, что характеристика трубопровода отличается от характеристики потребного напора отсутствием статического напора Hст, а при Hст = 0 эти две зависимости совпадают.