17.Визначення витрати рідини в трубопроводі при заданих необхідному напорі і його діаметрі

Пропускна здатність трубопроводу визначається із зале­жності (9.5), в лівій частині якої заданий напір

(9.5)

де - розрахункова довжина трубопроводу.

Рівняння (9.5) аналітично розв'язується, якщо відомо, що режим руху ламінарний. Для турбулентного режиму при

невідомій швидкості воно прямого розв'язку не має і для ви­значення витрати (пропускної здатності трубопроводу) вико­ристовують один із трьох можливих способів його розв'язання.

Рисунок 9.1

Перший - метод наближень. Приймаємо наближене зна­чення коефіцієнта гідравлічного опору в межах 0,02-0,035 (з даних практики). Тоді з рівняння (9.5) визначаємо і переві­ряємо правильність вибору : розраховується режим руху рі­дини (Re) і фактичне (при ) значення (знаючи і ).

Якщо < 0,0001, то розрахунок закінчений, якщо

дана умова не виконується, то задаємося значенням , яке, як правило, дорівнює

Другий метод. При цьому будується гідравлічна характеристика трубопроводу - графічна залежність =

Задаються 4—5 значеннями витрати і визначають втрати напору. Для ко­жного значення Q, використовуючи формулу (9.5), знаходять необхід­ний напір. З графічної залежності за даним напором

Рисунок 9.2

визначають витрату (рисунок 9.2)

Третій - метод визначення режиму руху рідини із спів­відношення заданого і критичних напорів.

Алгоритм розв'язку:

- розраховують , і із співвідношення прийма-ючи значення =2320, і ;

для відомих значень витрати обчислюємо ;

порівнюючи значення заданого напору Н з визначеними, встановлюємо зону турбулентності, для якої відомі степене­вий показник режиму т і стала ;

з узагальненої формули Лейбензона

(9.6)

визначаємо пропускну здатність Q.

18. Визначення необхідного напору рідини в трубопроводі при заданих витраті рідини і напорі.

В залежності від величин втрат напору всі трубопроводи поділяються на гідравлічно короткі та гідравлічно довгі. До коротких відносяться трубопроводи невеликої довжини, які мають більшу кількість місцевих опорів і втрати на місцевих опорах складають більше 5 - 10% втрат по довжині. Для орієнтованих розрахунків при довжині l  50м трубопровід можна розрахувати як короткий, а при l  100м - як довгий.

Мал.46. Схеми складних трубопроводів

А - розгалужений, Б - паралельний, В - кільцевий

Розрахунок простого трубопроводу полягає у визначенні однієї із трьох величин при заданих інших:

 напору H при відомих витратах рідини Q, діаметрі d та довжині трубопроводу l;

 витрат Q рідини при відомих діаметрі d, довжині трубопроводу l та напору H;

 діаметру трубопроводу d при відомих витратах Q, напору H та довжині l.

При розрахунку можуть бути використані два способи, один з яких передбачає враховувати всі опори трубопроводу. Другий спосіб скорочений з використанням витратних характеристик та поправочних коефіцієнтів на місцевих опорах. Для гідравлічного розрахунку трубопроводів використовують рівняння Бернуллі, рівняння постійності витрат, рівняння Дарсі-Вейсбаха. Середню швидкість потоку рідини визначають за формулою Шезі:

(101)

В такому випадку рівняння витрат рідини приймає вигляд:

, (102)

де К - витратна характеристика трубопроводу