Розрахунок простого трубопроводу

Ціль розрахунку при відомій різниці рівнів рідини Н заключається в визначенні швидкості руху рідини по трубі та її витрат. Рахуючи, що різниця рівнів в резервуарах підтримуються постійною і тиски над вільними поверхнями однакові

= ), напишемо рівняння Бернуллі для перерізів 1-1 та 2-2 (за площину для порівняння приймем – ):

Н1 + + = + + , (1)

Де - швидкість руху рідини в перерізі 1-1; - швидкість руху рідини в перерізі 2-2 (в трубі); – тиск в перерізі труби 2-2; - втрачений напір (гідравлічні опори на дільниці між перерізами, які розглядаються).

Спростим та проведем заміни в рівнянні (1): по основному рівнянню гідростатики

= + Н2; швидкість руху рідини в трубопроводі (не враховуєм швидкість ), а втрати напору

= (λ +

Підставивши ці вирази в рівняння Бернуллі, після перетворень отримаєм

+ = + + + (λ + );

Н = (1+ λ + ).

Звідси

= = 𝜑 , (2)

Де 𝜑 = ̶ коефіцієнт швидкості, враховуючий втрати напору на тертя та місцеві опори.

Витрати рідини в трубопроводі діаметром d будуть рівні 𝑄= (π d²/4).

Так як в загальному випадку та λ, які входять в коефіцієнт швидкості 𝜑, залежать від критерія Рейнольдса, рівняння (2) може бути вирішено тільки методом послідовного приближення. Поскільки метод досить трудоємкий, з достатньою для практики точністю витрати води в простому трубопроводі визначаються по формулі

𝑄 = k = k , (3)

Де = - середній гідравлічний нахил; - довжина трубопроводу, м;

k – витратна характеристика труби, м³/с, представляє собою витрати рідини через трубу при горизонтальному нахилі рівному одиниці.

При швидкості води в трубі величина витратної характеристики для стальних та чавунних труб залежить тільки від діаметра та шорсткості стінок.

Дослідні значення k для стандартних труб, бувших в експлуатації, приведені нижче:

8 10 15 20 25 32 40 50 70

k, л/с 0,067 0,174 0,337 0,78 1,513 3,263 4,739 9,5 18,59

80 100 125 150 175 200 225 250 275

k, л/с 29,26 61,16 97,16 149,2 229,7 328,4 455,4 622,2 807,1

300 325 350 400

k, л/с 1032 1282 15,66 2202

При швидкості води витратна характеристика визначається з врахуванням поправочного коефіцієнта β:

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

β 1,187 1,131 1,095 1,072 1,054 1,04 1,03 1.02 1.015

1,1 1,2

β 1.01 1,0

При розрахунках довгих трубопроводів враховуються тільки втрати напору по довжині, так як місцеві опори складають зазвичай 10% всіх втрат. При розрахунку коротких трубопроводів необхідно враховувати втрати напору не тільки по довжині, але і в місцевих опорах.

Поиск по сайту: