Кривая потребного напора сложного трубопровода

1. Последовательное соединение труб.

При последовательном соединении труб, имеющих разные диаметры и содержащих разные местные сопротивления (рис.4-а), расход жидкости во всех сечениях будет одинаковый, а суммарная потеря напора от начального сечения до конечного определяется суммой потерь напора во всех трубопроводах

(4)

Для построения кривой потребного напора всего последовательного соединения следует сложить ординаты всех трех кривых при равных абсциссах (см. рис.4-а).

2. Параллельное соединение труб.

Параллельно соединенные трубопроводы, имеющие различные диаметры и длины и содержащие разные местные сопротивления (рис.4-б), рассчитывают по следующим уравнениям

(5)

Для построения характеристики параллельного соединения нескольких трубопроводов нужно сложить абсциссы (расходы) характеристик этих трубопроводов при одинаковых ординатах (h) (см. рис.4-б).

3. Разветвленный трубопровод.

Разветвленный трубопровод – совокупность нескольких труб, имеющих одно общее сечение – место разветвления или смыкания этих труб. Такие трубопроводы обычно имеются в самолетных топливных системах (основных и заправочных) и в системах гидропередач, а также в стационарных системах подачи топлива на аэродромах. Для трубопровода, показанного на рис.5, справедлива система четырех уравнений с четырьмя неизвестными: , , , :

Решение удобно выполнить графически, для этого для каждого из трубопроводов строится зависимости H_потр от Q по приведенным выше уравнениям, а затем выполняется их сложение так же, как складываются характеристики параллельно соединенных труб. Полученная кривая представляет собой кривую потребного напора для разветвленного трубопровода (см. рис.5).

Характеристика насоса

Характеристика насоса – графическая зависимость напора, мощности и КПД насоса от подачи, обычно получаемая в результате нормальных испытаний насоса (рис.6). Зона характеристики насоса, в пределах которой рекомендуется длительная его эксплуатация, называется рабочей частью характеристики (ограничена знаком s на рис.6). Рабочая часть характеристики, как правило, определяется зоной допустимого снижения КПД от оптимального режима.

Подбор необходимого насоса и отыскание его марки производится по сводным графикам подач и напоров, приведенным в специальных каталогах.

Для перекачивания бензина, керосина, дизельного топлива, питьевой воды и спирта используют вихревые самовсасывающие одноступенчатые насосы ВС-80. Перекачиваемые жидкости должны иметь вязкость не более 210^-5 м²/с, температуру от -40 до +50°С и плотность не более 1000кг/м³.

Насос предназначен для использования в электронасосных агрегатах и автоцистернах и выпускаются соответственно в двух модификациях: ВС-80 – для электронасосных агрегатов, ВС-80.1 – для автоцистерн. Каждая модификация выпускается как правого так и левого вращений. По параметрам и присоединительным размерам насос ВС-80 идентичен насосу СВН-80А по ТУ26-06-1551-89.

Определение параметров насоса и расходов в разветвленных трубопроводах

Если насос подает жидкость в два резервуара, расположенные на разных уровнях (рис.7), то требуется определить режим работы насоса и расходы в обоих ответвлениях.

Запишем уравнения движения жидкости по трубопроводам АВ, ВС и BD.

Трубопровод АВ.

Напор насоса, установленного в трубопроводе, расходуется на подъем жидкости на высоту , создание в точке В пьезометрического напора и на преодоление гидравлических потерь в трубопроводе АВ (скоростным напором в сечении В пренебрегаем):

,

отсюда

. (6)

Построим график зависимости между напором в узловой точке В и расходом в трубопроводе АВ. Для этого, согласно уравнению (6), необходимо из ординат характеристики насоса вычесть гидравлические потери в трубопроводе АВ. В результате получим характеристику насоса, приведенную к точке В (штриховая линия на рис.7).

Трубопровод ВС.

Из уравнения Бернулли, записанного для сечений В и С, получим

. (7)

Прибавив к постоянной величине гидравлические потери в трубопроводе ВС, получим график ВС зависимости между и расходом в трубопроводе ВС.

Трубопровод ВD.

Уравнение движения жидкости по трубопроводу ВD такое же, как и для трубопровода ВС:

. (8)

Прибавив к постоянной ординаты кривой зависимости гидравлических потерь в трубопроводе ВD от расхода, получим кривую ВD, представляющую собой зависимость между и расходом в трубопроводе ВD.

Расход в трубопроводе АВ равен сумме расходов в трубопроводах ВС и ВD:

. (9)

Постоим кривую ВС+ВD зависимости от суммы расходов в трубопроводах ВС и ВD. Для этого необходимо суммировать кривые ВС и ВD по горизонтали. Насосная установка работает при таком значении , при котором расход в трубопроводе АВ равен сумме расходов в трубопроводах ВС и ВD, т.е. при котором абсциссы суммарной кривой ВС+ВD и приведенной характеристики насоса одинаковы. Такому условию удовлетворяет точка пересечения этих кривых. Абсцисса точки пересечения равна расходу в трубопроводе АВ и, следовательно, подаче насоса. Ордината равна . Зная подачу насоса, по его характеристике определяем напор . Зная напор в точке В, можно найти расходы в трубопроводах ВС и ВD. Для этого следует через точку пересечения провести горизонтальную линию до пересечения с кривыми ВС и ВD. Абсциссы точек пересечения дадут необходимые расходы в ответвлениях ВС и BD.