Гидравлический расчет разветвленного трубопровода

Различают следующие виды сложного трубопровода:

а) разветвленный или тупиковый;

б) кольцевой.

Рассмотрим расчет разветвленного сложного трубопровода, питаемого из бака Б, установленного на водонапорной башне . Трубопровод состоит из магистрали (линия 1-2-3-4) и ответвлений (линий 2-5 и 3-6).

Когда высотное положение водонапорного бака не задано. должны быть заданы:

− длины l отдельных труб и в горизонталях на плане местности;

− расчетные расходы воды, забираемые в отдельных точках сети: q4, q5, q6:

− расход q', забираемый с 1 м длины того или другого трубопровода (линия 2-5);

− минимально допустимые отметки горизонта воды в воображаемых пьезометрах, подключенных к концевым точкам сети (точкам 4, 5, 6): ∇'4,∇'5,∇'6. Задавая ∇'4,∇'5,∇'6, мы задаем гидродинамические давления в точках 4, 5, 6, а также высоты а, на которые вода в этих точках может подняться («самотеком») над поверхностью земли, если трубопровод проложен в земле (точка 4).

В результате гидравлического расчета можем найти: диаметр труб d, а также отметку горизонта воды в водонапорной баке, обеспечивающую подачу заданных расходов воды в заданные точки сети.

Общий ход расчета.

1. Устанавливаем расчетные расходы воды для отдельных участков сети. Расчетный расход какого-либо участка сети должен равняться сумме расходов, забираемых из сети ниже (по течению) этого участка. Например,

расчетный расход для участка 3-4:

расчетный расход для участка 1-2:

2. Выбираем линию трубопроводов, которую следует рассматривать как магистральную, наиболее нагруженную расходами, наиболее длинную, характеризуемую наибольшими

отметками ∇ поверхности земли.

Расчет магистрали 1-2-3-4.

1. Задаемся для отдельных участков магистрали экономической скоростью υэк; эта скорость может быть принята равной υэк ≈ 1 м/с, зависит от диаметра труб.

2. Установив скорости для отдельных участков магистрали, находим диаметры труб магистрали:

полученное значение d' округляем до ближайшего сортаментного значения d.

3. Зная для каждой трубы ее диаметр и расход, определяем для всех

участков магистрали потери напора по формуле:

(1)

4. Имея величины h для отдельных участков магистрали, строим пьезометрическую линию Построение этой линии начинаем с конца магистрали, зная отметку ∇'4 . Идя от точки n против течения и откладывая по вертикали вверх найденные величины h3–4, h2–3, h1–2, получаем пъезометрическую линию. Далее можем написать следующую зависимость, по которой и определяем отметку ∇Б:

где ∑h – потери напора по длине всей магистрали.

Отметка ∇Б определяет высоту водонапорной башни НБ.

Расчет ответвлений.

Построив пьезометрическую линию для магистрали, мы тем самым задали напоры в начале каждого ответвления. В случае ответвлений задан напор в начале и в конце каждого ответвления. Находим потерю напора как разницу напоров в начале и в конце ответвления. Из формулы (1) находим диаметр ответвления. Полученное значение диаметра округляем до ближайшего большего сортаментного значения.