6 Гидравлический расчет трубопроводов

6.1 Классификация трубопроводов

Применение трубопроводов для транспортирования жидкостей, газов и различных пульп и смесей получает все большее распространение. Водопроводные, нефтепроводные, газовые, паровые и прочие сети можно разделить на магистральные трубопроводы, подающие жидкость от источника до потребителя на большие расстояния, иразветвленные сети труб, обеспечивающие распределение жидкости непосредственно потребителям.

Трубопровод может состоять из нескольких участков с разными диаметрами труб, иметь по длине различные местные сопротивления. По соотношению напоров, потерянных по длине и на местных сопротивлениях, трубопроводы делятся на длинные и короткие.

Короткиминазываются трубопроводы сравнительно небольшой длины, у которых местные потери и потери по длине сопоставимы по значению. При гидравлическом расчете коротких трубопроводов учитываются как местные потери напора, так и потери напора по длине. Примером коротких трубопроводов могут служить всасывающие линии насосов, бензопровод, маслопроводы в системах принудительного смазывания двигателей и т.д.

Длинныминазываются трубопроводы, имеющие значительную протяженность, в которых потери напора по длине значительно больше местных потерь, и последними можно пренебречь. При расчетах длинных трубопроводов определяют потери напора по длинеh_l, а местные потери учитываются увеличениемh_lна 5…10 %.

Для ориентировочных подсчетов при длине трубопроводов l50 м их можно рассматривать как короткие, а приl100 м как длинные.

В зависимости от гидравлической схемы работы трубопроводы разделяются на простые, не имеющие ответвлений, и сложные – с ответвлениями или состоящие из нескольких линий. Различают также тупиковые трубопроводы, по которым жидкость подается в одном направлении, и кольцевые, по которым жидкость в заданную точку может подаваться по двум или более линиям.

При расчете трубопроводов возможно определение одной из трех величин – расхода Q, напораНили диаметра трубопроводовd. При этом возможны три основных задачи:

Известен расход, длина, диаметр и материал трубопровода (шероховатость стенок). Требуется определить необходимый напор.
Известен напор, длина, диаметр и материал трубопровода. Требуется определить расход.
Известен расход, напор, длина трубопровода. Требуется определить диаметр трубопровода.

Основные расчетные формулы для расчета трубопроводов

Для гидравлического расчета трубопроводов используются ранее полученные нами формулы.

Уравнение Бернулли, уравнение неразрывности,
Формула Шези для определения расхода , которую можно записать в виде, где. k– расходная характеристика. Так как гидравлический уклон, то формулу Шези можно записать в виде, откуда можно определить потери