3.2. Расчет участков главной магистрали

Расчет главной магистрали начинают с последнего участка, так как для него известно давление в конце, то есть у потребителя. В рассматриваемом примере это участок 7.

Для него известны расход ,длина , высоты начального и конечного сечений, давление в конце . Из схемы фиг.3.1. видно, что из местных сопротивлений на участке имеется два поворота, задвижка и тройник Б.

При таком наборе исходных данных участок 7 рассчитывается как простой трубопровод по первому случаю. Схема расчета изложена в разделе 2.1. В результате расчета будут определены диаметр , скорость потери напора и давление .

Далее аналогично рассчитывается участки 4, 2 и определяется давления и в начале трубопровода.

3.3. Растет ответвлений

В рассматриваемом примере от главной магистрали имеется два ответвления: от узла А к потребителю I - простое ответвление, и от узла Б к потребителю II - составное ответвление. Рассмотрим сначала простое ответвление.

3.3.1. Расчет простого ответвления

Для указанного ответвления (участок 3, фиг.3.1.) заданы или определены при расчете других участков расход, длина, высоты начального и конечного сечений, тип и количество местных сопротивлений, давления в начале и конце участка.

При таком наборе исходных данных ответвление необходимо рассчитывать как простой трубопровод по методике, изложенной в разделе 2.2.

Если трубопровод имеет несколько простых ответвлений, то все они рассчитываются по той же методике,

3.3.2. Расчет составного ответвления

Составное ответвление состоит из последовательно соединенных участков. 3 рассматриваемом примере (фиг. 3.1.) это участки 5 и 6. Для всего ответвления по известным высотам и давлениям в начале (узел Б) и в конце (потребитель П) легко могут быть найдены допустимые потери напора. Разбивку этих потерь по участкам можно выполнить из условия равномерного распределения потерь по всей длине

(3.3.)

По этому уклону и длине участка 5 вычисляется допустимые потери энергии на головном участке ответвления.

После того, как допустимые потери найдены, участок 5 рассчитывается как простой трубопровод по методике, изложенной в разделе 2.2, начиная с пункта 2. После расчета фактических потерь напора (пункт 12) из уравнения Бернулли (1.10.) определяется неизвестное давление в конце участка (узел Г).

Образующееся после расчета головного участка ответвление рассчитывается по общим правилам. В примере (фиг.З.1.) это простое ответвление - участок 6.

3.4.Расчет всасывающего трубопровода

Особенности расчета всасывающего трубопровода связаны с тем, что он, как правило, работает под разрежением. Это может привести к возникновению кавитации в насосе, т.е. к вскипанию жидкости с последующей конденсацией. Для предотвращения этого явления высота всасывания и скорость во всасывающем трубопроводе ограничиваются.

Минимально допустимое давление всасывания перед насосом может быть найдено по формуле

(3.5.)

где - давление насыщения при температуре воды на входе в насос, Па;

- запас, гарантирующий от наступления кавитации, Па. Обычно принимают

При расчете всасывающего трубопровода обычно бывают заданы давление на свободной поверхности жидкости в водозаборном колодце, расход жидкости, геометрическая длина участка, типы и количество местных сопротивлений.

Порядок расчета всасывающего трубопровода

I. Задаются скоростью воды, .

II. По (1.4.) определяют расчетный диаметр .

III. Выбирают значение внутреннего диаметра по ГОСТ.

IV. По найденному определяют фактическую скорость из (1.4.).

V. Вычисляет число Рейнольдса.

VI. Определяют эквивалентную шероховатость трубы.

VII. Вычисляют коэффициент гидравлического трения .

VIII. Вычисляют эквивалентные длины местных сопротивлений.

IX. Вычисляют приведенную длину участка.

X. Определяют потерю напора на участке.

XI. Если высота всасывания неизвестна, то определяет ее допустимое значение. С этой целью по (3.5.) вычисляют допустимое давление всасывания на входе в насос. Тогда на основании (1.10.) допустимая высота всасывания (т.е. высота расположения насоса над уровнем воды в водоприемном колодце)

(3.6.)

XII. Если высота всасывания известна, то из уравнения Бернулли (1.10.) записанного для свободной поверхности жидкости и сечения на входе в насос, определяв фактическое давление всасывания перед насосом.