Расчет тупиковой и кольцевой сети трубопровода

Расчет тупиковой сети. Тупиковая сеть состоит из магистрального трубопровода и нескольких тупиковых ответвле­ний (рис. ). На рисунке показано два ответвления (1 и 2), питающихся от одной водонапорной башни по магистральному трубопроводу длиной l и диаметром d. Геометрические высоты

z₁, z₂, hб, z_А, высоты отбора воды h1, h2, пьезометрическая высота в точке разветвления h_А, напор, создаваемый водонапорной баш­ней hб ', и трубопроводы к потребителям с параметрами l₁, d₁, l₂, d₂.

Можно определить потери на­пора по длине в магистрали (от водонапорной башни до точки А) и в каждом из ответвлений:

для магистрали

для ответвлений

Кроме того, для точки разветвления мы имеем уравнение

Исходные уравнения для рас­чета тупиковой водопроводной сети.

Расчет кольцевой сети. Кольцевая сеть состоит из замкну­тых колец и магистралей, присоединенных к водонапорной баш­не или резервуару. Рассмотрим простейший случай расчета коль­цевой водопроводной сети, состоящей из магистрального трубо­провода А—В и одного кольца В—1—2—3—-4—В (рис. ). Расход, забираемый в точках 1, 2, 3, 4, обозначим соответственно через Q₁, Q₂, Q₃, Q₄

На основании топографических данных, длины участков тру­бопровода, диаметра труб задаемся направлением движения во­ды по кольцу и нулевой (раз

дельной) точкой сети. Нулевая точ­ка выбирается таким образом, чтобы потери напора в ветвях слева и справа от этой точки были одинаковыми. Далее, так же как и при расчете тупиковой сети, определяем диаметр труб и подсчитываем потери напора на каждом участке по левой и правой сторонам кольца.

Если нулевая точка О выб­рана правильно, то сумма по­терь напора по левой стороне кольца должна равняться сум­ме потерь напора по правой стороне кольца, т. е.

где h_0-2 и т.д. - потери на­пора по длине на соответствующем участке

Если это условие не выполняется, то расчет следует продол­жать до тех пор, пока не будет получено равенство потерь напора в двух рассматриваемых разомкнутых сетях.

Истечение жидкости через отверстия и насадки

В инженерной практике довольно часто приходится рассмат­ривать вопросы, связанные с истечением жидкости через отверс­тия и насадки. Истечение может происходить либо при перемен­ном, либо при постоянном напоре, а также из затопленных и незатопленных отверстий и насадков. Незатопленным называют отверстие (насадок), если истечение жидкости происходит в ат­мосферу или в другую газовую среду, а затопленным такое, истечение из которого происходит под уровень жидкости.

Истечение через отверстия. Отверстия делят по толщине стен­ки (отверстие в толстой и тонкой стенке), по размеру отверстия (большое и малое).

Отверстие в толстой стенке— это такое отверс­тие, когда истечение струи жидкости происходит из отверстия диаметром do < 3l более 0,1H (где l —толщина стенки; H—дей­ствующий напор). Струя, прежде чем получить возможность сво­бодного падения, движется вдоль стенки отверстия, при этом наблюдаются не только потери энергии, аналогичные потерям при внезапном сужении потока, но и потери энергии по длине.

Отверстие в тонкой стенке. Отверстие, края кото­рого имеют острую кромку, благодаря чему исключается влияние толщины стенки на форму и условия течения струи, размер (диаметр do), которых меньше 0,1H (H —действующий напор), называют отверстием в тонкой стенке. Струя, протекая через отверстие в тонкой стенке, будет испытывать только местные потери энергии xм.

К большим отверстиям относят такие, у которых поперечный размер отверстий do > 0,1H, к малым — такие, у которых do < 0,1H.

При протекании жидкости через отверстие do (рис. ) до сечения 2—2 жидкость претерпевает сжатие под действием сил инерции частиц жидкости, движущихся при подходе к отверстию по криволинейным траекториям. При этом в струе возникают центробежные силы, вследствие действия которых струя сужается до dc, достигая наименьших размеров в сечении 2—2.

Рис. Схема истечения жидкости из резервуара через