Третья задача расчета трубопровода

Дано:

напор – Н, расход – Q ,вязкость жидкости – ν ,длина трубопровода – l

шероховатость стенок – ∆

Найти – d

Задача решается графически, путем построения зависимости требуемого напора Н от диаметра трубопровода d при заданном расходе Q. Задавая ряд значений d, для каждого из которых определяется величина λ с учетом области сопротивления, вычисляют соответствующие значения напоров Н по формулам

или

Затем строят график и, откладывая известное значение Нр, определяют диаметр dp, округляя его до ближайшего стандартного значения. Местные потери определяют двумя способами. Для коротких трубопроводов , когда местные потери существенны по сравнению с потерями по длине, каждое местное сопротивление учитывается отдельно. Для длинных трубопроводов основными являются потери по длине, а местные потери составляют около 5–15 % от линейных. В расчетах принимают величину местных потерь большего стандартного диаметра d.

Ламинарный режим движения (Re £ 2300) (формула Пуазейля);

Переход от ламинарного к турбулентному режиму 2300 £ Re £ 4000;

турбул.режим, гидравл-ки гладкие трубы, , (формула Блазиуса 4000 < Re < 10⁵);

турбул. режим (переходная обл. между областью гидравлически гладких труб и квадратичной областью), , (формула Альтшуля, );

турбул. режим, квадратичная обл. сопротивления, , (формула Шифринсона, ). Не зависит от Re.

Последовательное и параллельное соединение труб

Рассмотрим систему из последовательно соединенных длинных труб различных диаметров и длин. В общем случае материал труб может быть различным.

Система соединяет два резервуара. По трубопроводу, составленному из последовательно соединенных труб, проходит неизменяющийся по длине транзитный расход Q. На каждом (i-том) участке рассматриваемого трубопровода для пропуска расхода Q затрачивается часть суммарного напора Н, равная:

где i = 1, 2, 3, …, n – номер участка трубопровода.

Поскольку местными потерями пренебрегаем, напор Н затрачивается на преодоление потерь напора по длине и равен сумме потерь напора на отдельных участках:

послед-но парал-но

При парал-ом соединении длинных трубопроводов между точками М и N проходит несколько труб. Разность пьезом-их напоров в начале и в конце труб составляет напор Н, полностью затрачиваемый на преодоление сопротивлений. На каждом участке трубы движение происходит под действием одного и того же напора. Но связи с различными длинами участков гидрав-ие уклоны на каждом уч будут разными:

где i – номер участка трубы. Расход, проходящий по любому участку, равен:

(1) Для всех n участков имеем n уравнений для Qi в форме (1).

Сумма расходов на отдельных участков должна быть равна общему расходу, поступающему в систему параллельно соединенных трубопроводов в точке М, и выходящему из системы в точке N:

В результате можем определить необходимый напор Н и расход в каждой из параллельно соединенных линий.

Из (1) найдем: