31. Гидравлический расчёт трубопроводов. Расчёт простых трубопроводов.

Трубопроводы делятся на короткие и длинные. У коротких местные потери превышают 5-10% от потерь напора по длине. При расчёте таких трубопроводов всегда учитывыют местные потери напора. У длинных местные потери составляют менее 5% и эти потери не учитывают.

Простые – последовательно соединённые трубопроводы одного или разных сечений не имеющих никаких ответвлений. Сложные – системы трубопр. С одним или нескольними ответвлениями.

Сопротивления: вентиль, фильтр, клапан. В начальном сечении 1-1 высота Z₁ и давление Р₁. В сечении 2-2 высота Z₂ и давление Р₂. Т.к. диаметр постоянный, скорость постоянна на всём участке.

V1 = V2 = V

Z1 + P1/ρg = Z2 + P2/ρg +∑h

P1/ρg = Z2 - Z1 + P2/ρg +∑h

P1/ρg – потребный напор.(H_пот)

Если же эта пьезометрическая высота задана, то её называют располагаемым напором. Такой напор складывается из геометрической высоты, на которую поднимается жидкость, и пьезометрической высоты в конце трубопровода и сумме всех потерь.

H_пот=∆Z + P2/ρg

∑h = K*Q^m

K- сопротивление трубы

Q- расход

m- степень, завис от режима движения жидкости.

Ламинарный режим Турбулентный режим

32. Гидравлический расчёт трубопроводов. Расчёт трубопровода из последовательно и параллельно соединённых труб.

Характеристика трубопровода – зависимость суммарной потери напора или давления в трубопроводе от расхода.

Простые трубопроводы могут соединятся между собой, при этом соединение может быть как последовательным, там и параллельным.

Последовательное соединение:

Q1=Q2=Q3=Q

∑h_M-N=∑h₁+∑h₂+∑h₃

Параллельное соединение:

Q= Q1 + Q2 + Q3

∑h₁=∑h₂=∑h₃=H_M – H_N

∑h₁=K₁*Q₁^m

∑h₂=K₂*Q₂^m

∑h₃=K₃*Q₃^m

33. Кавитация. Возникновение кавитации, ее виды и стадии.

Нарушение сплошности жидкости под действием растягив. напряжений,возникающих при разряжении точки жид. назыв. кавитацией.

При разрыве происходит образование полостей, которые назыв. кавитационные пузыри.

Кавитационные пузыри образуются в областях низких давлениях, ниже критического давления.

Критическое давление, при котором происходит разрыв жид.зависит от:

1.частоты;2.содержание растворенного газа;3.состояние поверхности, на кот. происходит кавитация.

Если давление в жид. сжимается в следствии возрастания местных скоростей, то кавитация назыв.гидродинамической.

Гидродинамическая кавитация сопровождается след.эффектами: искрообразование и люменисценцией.

Если снижение давления обусловлено прохождением акустических волн, то кавитация назыв.акустической.

В жид.свободной от примеси при давлении равном давлению насыщенных паров происходит вскипание жид. – это явление назыв.паровой кавитацией.

Вопрос 34.

Кавитационная эрозия.

Кавитация - процесс образования, деления и схлопывания каверн (полостей) в жидкости вследствие динамического изменения давления и температуры.

Кавитационные явления при течении воды* и жидких плёнок в паровых турбинах наиболее характерны при течении в зазорах и элементах запорно-регулирующей арматуры.

*) В текущей жидкости кавитационные каверны возникают там, где при увеличении скорости течения жидкости давление в потоке снижается до величены давления насыщенного пара.

Разрыв жидкости происходит по "слабому месту." Этими слабыми местами (зародышами кавитации) могут быть:

- пузырьки пара, возникающие в результате тепловых флуктуаций;

- пузырьки растворимого в жидкости воздуха или другого газа;

- взвешенные твердые частицы;

- проходящие через жидкость элементарные частицы, обладающие высокой энергией.

При схлопывании или делении кавитационной каверны возникает импульс давления на поверхность от "удара" струи жидкости. При этом, напряжения, возникающие в поверхностном слое металла, весьма значительны и для большинства технических материалов превышают уровень предела текучести.

По некоторым оценкам пики давлений и температур при сжатии (или разрушении) кавитационной полости доходят до 10000 кг/см2 и 10000 К.

Эрозионное разрушение поверхности при кавитации происходит вследствие многократно повторяющихся гидравлических ударов струй жидкости о поверхность.

При этом происходит зарождение трещин, а выкрашивание металла происходит по границам зёрен.

Кавитация сопровождается характерным шумом и иногда свечением (самолюминисценцией).

Установлено, что при кавитации в воде с увеличением температуры от 0°С до 50...60°С эрозия возрастает в несколько раз, а при дальнейшем увеличении температуры уменьшается и совершенно исчезает при температуре в 100 °С.

Для уменьшения кавитационной эрозии в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электростанций и сетей" скорость движения конденсата или воды в состоянии насыщения рекомендуется выбирать в пределах 0,6...1,0 м/с.