26. Гидравлический расчет простого короткого трубопровода (определение диаметра).

Простым (коротким) называют тру­бопровод, по которому жидкость транспортируют от питателя к приемнику без промежуточных ответвлений потока. При этом необходимо учитывать не только потери напора на трение по длине трубопровода, но и скоростной напор и местные потери напора, которыми в данном случае нельзя пренебречь. Исходным при расчетах простого трубопровода яв­ляется уравнение баланса напоров (уравнение Бернулли)

короткие трубопроводы

– они имеют сравнительно небольшую длину, а местные потери напора в

них достаточно существенны (не менее 5…10 % от потерь напора по дли-

не). Даны: H, Q, L. Найти: d. Из формулы: h_l=Q²/K²*l получим H=1,1*Q²/K²*l. Далее используем метод подбора. Задаем значение d для каждого Н по формуле. Строим график H=f(d) по которому определают искомый диаметр соответствующий заданному напору Н.

27. Расчет разветвленного тупикового трубопровода.

Разветвленные сети состоят из основной магистральной линии и отходящих от узлов сети ответвлений, которые могут состоять из одной линии или нескольких участков трубопроводов. Разветвленный (тупиковый) трубопровод имеет основной трубопровод называемый магистралью, и отходящие от нее отдельные трубопроводы (ветви) с незамкнутыми кольцевыми (тупиковыми) участками.

В сельскохозяйственном водоснабжении  получили распространение разветвленные водопроводные сети. Следует отметить, что водопроводная сеть, выполненная по тупиковой схеме, дешевле, но менее надежна и принимается в тех случаях, когда допустимы перерывы в водоснабжении на период устранения возможной аварии. Разветвленная сеть состоит из отдельных линий, в каждую из которых вода поступает только с одной стороны, поэтому при повреждении трубы па каком-либо участке магистральной линии прекращается подача воды потребителям, расположенным за местом повреждения по направлению движения воды.

Гидравлический расчет тупиковой водопроводной сети: Возможны два варианта постановки задачи расчета:по заданным свободным напорам в диктующей точке и известным узловым расходам воды. Определить диаметр труб и необходимый напор в начале сети (напор насоса, высота башни). 

1) Выбрана расчетная ветвь  к диктующей  точке

2) На участках этой  ветви определяется расчетные  расходы

Q_1-2 = q₁+q₂+q₃

Q_2-3 = q₂+q₃

Q_3-4 = q₂ 

3) По этим расходам  с учетом экономического фактора  назначается  экономичный диаметр  труб и определяются  потери напора  на участках.

4) определяется требуемый  напор в начальной точке.

 

28. Гидравлический удар в трубах (формула Жуковского, различные виды гидравлического удара). Явления гидравлического удара открыл и теоретически разработал русс. профессор Жуковский Н.Е в 1898г. Он обработал результаты наблюдения за Московским трубопроводом, на котором часто возникали аварии и сделал вывод о том, что аварии происходят из-за быстрого закрытия задвижек в трубопроводной сети. Это в свою очередь приводит к резкому уменьшению скорости течения жидкости, т.е происходит переход кинетической энергии в потенциальную, т.е в энергию давления которая расходуется на сжатие жидкости и расширения стенок трубопровода. Таким образом комплекс явлений возникающих в трубопроводе в связи с резким изменением скорости течения жидкости и сопровождающейся резким изменением давления Жуковский назвал гидравлическим ударом. Гидравлический удар вызывает дополнительное повышение или понижение давления достигающее значительных величин. Повышение давления при гидравлическом ударе можно определить по формуле ΔP_уд = ρυ₀c

Данное выражение носит название формулы Жуковского. В нем скорость распространения ударной волны c определится по формуле:

где r - радиус трубопровода; E - модуль упругости материала трубы; δ - толщина стенки трубопровода; K - объемный модуль упругости Если предположить, что труба имеет абсолютно жесткие стенки, т.е. E =   , то скорость ударной волны определится из выражения

Для воды эта скорость равна 1435 м/с, для бензина 1116 м/с, для масла 1200 - 1400 м/с.

Если трубопровод перекрыть не полностью, то скорость жидкости изменится не до нуля, а до значения V₁ . В этом случае может возникнуть неполный гидроудар, при котором величина повышения давления (ударное давление) будет меньше, чем в первом случае, а формула Жуковского примет вид Приведённые формулы справедливы только в том случае, если время закрытия крана t_ЗАК меньше фазы гидравлического удара  , т.е. . В том случае, если  , возникает непрямой гидроудар. Для него характерно то, что отразившаяся от резервуара в начале трубы ударная волна возвращается к заслонке крана раньше, чем он будет полностью закрыт. Величина Р в этом случае будет меньше, чем при прямом гидроударе. Её приближенно (считая, что изменение Р в трубопроводе происходит по линейному закону) можно определить по формуле: гидроприводах технологических машин, станков и т.п. очень часто возникает так называемый гидроудар в тупиковом трубопроводе. В этом случае возможно увеличение ударного давления в два раза.