Значения коэффициентов местных сопротивлений

Виды местных сопротивлений	Значения коэффициентов местных сопротивлений
1. Фильтры	1,7 – 2,2
2. Угольники с поворотом под прямым углом	1,5 – 2,0
3. Угольники с плавным поворотом под углом 900	0,12 – 0,15
4. Тройники с соединением потока	2,0 – 3,0
5. Тройники с разделением потока	1,0 – 2,0
6. Обратные клапаны	2,0 – 4,0
7. Вход в трубу без закругления кромок	0,5
8. Выход из трубы больших размеров	1,0
9. Кран	5,0 – 7,0
10. Задвижка при среднем открытии	2,0
11. Задвижка открытая	0,1

Суммарная потеря напора в трубопроводе определяется по формуле

, (14.10)

где ∑h – сумма потерь напора на трение по длине в трубе, у которой имеются участки с различными сечениями; ∑h_м – сумма потерь напора в местных сопротивлениях.

Следует отметить, что потери напора по длине трубы постоянного сечения изменяются пропорционально длине (линейно), а в местных сопротивлениях потери напора изменяются скачком (в конкретном сечении). При нахождении общих потерь потери на отдельных участках суммируют.

Технологические схемы трубопроводов бывают простыми и разветвленными (сложными). При расчете разветвленных (параллельных) систем необходимо помнить, что расход жидкости до разветвления будет равен расходам, например, движущимся по двум ответвлениям. Определив внутренние диаметры труб (по допустимой скорости и расходу), вычисляют потери напора по формулам, приведенным выше.

Гидравлический расчет трубопроводов заканчивается определением величины потерянного напора по длине и в местных сопротивлениях. Потери напора должны быть минимальными, обеспечивая высокую эффективность при эксплуатации технологических схем.

Определив диаметр технологического трубопровода, проводят расчет на прочность, оценивают толщину стенки и выбирают его марку (сортамент). Затем выбирают тип, размер насоса по требуемой подаче и необходимому напору.

14.2. Насосная установка

Н асосная установка предназначена для перемещения жидкости и сообщения ей необходимой по величине энергии давления и скорости. На рис. 14.1 приведена принципиальная схема насосной установки, перемещающей жидкость из приемного (всасывающего) резервуара 1 в напорный 12. Установка содержит входной фильтр 2, клапан 3, который не пропускает жидкость в обратном направлении и не дает возможности системе самотеком опорожняться.

В

Рис. 14.1. Схема насосной

установки

сасывающий трубопровод 4 имеет диаметр d_в, обеспечивающий скорость всасывания не более 1 − 1,5 м/с. Если из всасывающего трубопровода полностью удалить воздух, то под действием атмосферного давления (760 мм рт. ст.) и при температуре 20 ⁰С вода поднимется на высоту 10 м. Если пренебречь скоростным напором и потерями на трение и в местных сопротивлениях (ввиду их малости, 0,1 − 0,3 м), то высоту всасывания можно определить из выражения

, (14.11)

где Р_АТ – атмосферное давление (1∙10⁵ Н/м²); Р_ВС – абсолютное давление во всасывающей линии.

Для нормальной работы насоса необходимо, чтобы давление Р_ВС было больше давления парообразования Р_пар(насыщенных паров).

Например, давление Р_пар для нефтепродукта при 38 ⁰С равно 0,7∙10⁵ Н/м². Выбираем Р_ВС равным 0,8∙10⁵ Н/м², тогда при плотности , соответствующей 700 кг/м³, высота всасывания (согласно формуле (14.11)) будет равна примерно 3 м.

Высота всасывания h_вс для темных нефтепродуктов составляет 4 ̶ 6 м. Для светлых нефтепродуктов (бензин, керосин) высота всасывания выбирается равной 3–4 м, воды 6−7 м. При высоте всасывания больше допустимой начинается процесс кавитации (образование в жидкости пузырьков) и разрушения лопаток насоса. Для контроля разрежения в линии всасывания используется вакуумметр 5. Следует помнить, что если вакуумметр показывает 0,3∙10⁵ Н/м² (недостаток давления до атмосферного) или 0,3 атм, то абсолютное давление в линии всасывания равно 0,7∙10⁵ Н/м² (0,7 атм) или 70 кПа.

Высоту всасывания и нагнетания необходимо выбирать в зависимости от вязкости жидкости и давления парообразования. В табл. 14.2 приведены рекомендуемые значения средних скоростей во всасывающей и напорной магистралях в зависимости от вязкости жидкости.

Таблица 14.2