12.2. Расчёт трубопроводов.

Расчёт трубопроводов сводится к определению гидравлического сопротивления сети, режима совместной работы с насосом и нахождении экономически выгодного диаметра труб.

Трубопроводы делятся на простые (рис 12.2 а) и сложные (рис 12.2 б,в).

Простой трубопровод состоит из последовательно соединенных участков (ветвей).

Если имеется хотя бы одно ответвление, то такой трубопровод называют сложным.

Сложные трубопроводы делят на тупиковые(рис. 12.2,б) икольцевые (12.2,в).

Потери напора в ветвях находятся по формулам:

Потери напора по длине трубопровода: ,

Потери напора на местных сопротивлениях: .

Для последовательного соединения (рис.12.3, а) :

(12.9)

(12.10)

При определении потерь напора целесообразно выразить их через расходы, которые обычно задаются или определяются в задании.

Так как

и , (12.11)

где

- называют удельным гидравлическим сопротивлением по длине.

Для местного гидравлического сопротивления аналогично имеем:

, (12.12)

Разная степень при в (12.11) и (12.12) существенно затрудняет численные расчёты, поэтому целесообразно местные гидравлические сопротивления заменять эквивалентными участками труб:

Приравнивая (12.11) и (12.12)

откуда . (12.13)

Для последовательного соединения

. (12.14)

Для параллельного соединения (рис.12.3, б) можно написать

(12.15)

(12.16)

(12.17)

Из (12.24) имеем:

Подставив эти значения в (12.16) и помня (12.17), получим

Откуда

(12.18)

Зависимости (12.14) и (12.18) позволяют найти гидравлическое сопротивление любого простого и тупикового сложного трубопроводов.

Решение кольцевых трубопроводов выполняется методом последовательных приближений. Уравнение трубопровода имеет вид (при значительных скоростных напорах их также нужно учесть в уравнении)

(12.19)

где - геометрическая высота подъема жидкости.

- противодавление.

Режим совместной работы сети с насосом находят графическим путём как точку пересечения характеристики насоса и характеристики сети (рис.12.4.)

При значительном перепаде скоростных напоров их также нужно учесть в уравнении (12.28)

, где- скорости на различных участках трубопровода неодинакового сечения.

Лекция 13. Истечение жидкости из отверстий и насадков.