6.2.2. Последовательное соединение трубопроводов
Пусть трубопровод состоит из нескольких участков различного диаметра и длины. При отсутствии ответвлений его можно рассматривать как простой трубопровод, состоящий из отдельных участков.
Для нахождения потерь по длине или расчетного напора необходимо вычислить по отдельности потери энергии на каждом участке и сложить их:
,
где n – число участков трубопровода.
С учетом того, что расход жидкости на всех участках при отсутствии ответвлений и водозабора одинаков, используя формулу (6.3), получаем
|
|
(6.6) |
.Формула для расхода будет иметь вид
|
|
(6.7) |
.
Величину
,
характеризующую сопротивление отдельных
участков трубопровода, называют модулем
сопротивления трубы.
Модуль сопротивления численно равен
величине потерь энергии при расходе,
равном единице, поэтому его также
называют удельным
сопротивлением трубы.
Сумма
представляет собой суммарный модуль
сопротивле-ния всего трубопровода.
При расчете составного трубопровода могут встретиться те же три типа задач, что и при расчетах труб постоянного диаметра. Для решения первых двух задач – определения H и Q – используются формулы (6.6) и (6.7). Третья задача определена, только если ищется диаметр одного из участков трубопровода, а диаметры остальных участков известны. Должна быть известна и длина этого участка. Тогда из формулы (6.6) получим
.
Здесь m – номер участка, диаметр которого неизвестен.
Отсюда для удельного сопротивления m-го участка получим
и для модуля расхода
.
Определив K по таблицам из гидравлических справочников, находим диаметр участка трубопровода.
6.2.3. Параллельное соединение трубопроводов
Рассмотрим задачу параллельной работы нескольких трубопроводов. На рис. 6.2 приведен пример параллельного соединения трех трубопроводов.
Потери напора в отдельных трубах при параллельном их соединении складывать нельзя. Если в точках A и B (рис.6.2) подключить пьезометры, то разность их показаний определяет потери напора между этими узлами
,
а с другой стороны, и потери напора на каждом из параллельно соединенных участков трубопроводов:
.
Рис. 6.2
Для определения расходов в отдельных ветвях параллельного соединения можно использовать уравнение (6.4):
|
|
(6.8) |
|
||
|
Очевидно, что суммарный расход определится как
.
Тогда
.
Для трубопровода, состоящего из n параллельных ветвей можно записать
.
Зная характеристики ветвей трубопровода Ki и l, а также суммарный расход жидкости Q, по этой формуле определяем потери напора между узлами A и B
|
|
(6.9) |
.Затем по формулам (6.8) можно рассчитать расходы по каждой ветви параллельного соединения трубопроводов.
Для заданного напора к параллельному соединению прибегают при необходимости увеличения пропускной способности трубопровода.