8. Определение расстояния между опорами

8.1 Для горизонтального участка

Условие прочности горизонтального трубопровода:

откуда:

где – допустимое напряжение на изгиб, Па;

w – полярный момент инерции, м³

q – погонная нагрузка, определяемая как сумма веса жидкости в трубе, веса самой трубы, и веса теплоизоляции на 1 погонный метр трубы.

Полярный момент инерции трубы рассчитывают по формуле:

,

где d_н и d_в наружный и внутренний диаметр трубы, соответственно, м.

Для выбранного трубопровода:

м³

Для того, чтобы рассчитать погонную нагрузку на трубопровод q определим:

• массу воды в 1 м трубы:

кг

• массу чугуна – материала трубы:

кг

где ρ_м – плотность металла трубы, кг/м³ (плотность чугуна 7250 кг/м³, плотность других металлов см. приложение И).

• массу теплоизоляции

кг

где d_ти – наружный диаметр теплоизоляции, м;

ρ_м – плотность теплоизолирующего материала, кг/м³ (плотность асбеста 2600 кг/м³, плотность других теплоизолирующих материалов см. приложение И).

Наружный диаметр теплоизоляции равен:

где  – толщина теплоизоляции, м.

В п. 7 для примера было найдено, что  = 0,04 м. С учетом запаса принимаем  = 0,05 м тогда d_ти = 0,12 + 20,05 = 0,22. Эта величина и подставлена в уравнение .

И наконец определим погонную нагрузку:

,

или при значениях масс, найденных выше:

н.

Теперь можно рассчитать максимальное допустимое расстояние между опорами на горизонтальном участке трубопровода (формула ):

м

8.2 Для вертикального участка, м:

Расстояние между опорами на вертикальном участке трубопровода рассчитывают по формуле:

,

где f_тр – площадь поперечного сечения металла в трубе, м².

Для условий примера:

м²

м

Столь длинных вертикальных участков в проектируемом трубопроводе нет. Поэтому можно ограничиться одной поддерживающей опорой в середине каждого вертикального участка трубопровода.

9. Определение потерь напора на регулирующем вентиле

Для того, чтобы определить потерю напора на регулирующем вентиле, необходимо вначале построить на графике напорные характеристики насоса и трубопровода.

9.1 Построение напорной характеристики насоса

Напорная характеристика насоса представляет собой графическую зависимость напора, развиваемого насосом, от подачи. Данные для ее построения снимаются с графика характеристики насоса их приложения Л. Можно также воспользоваться численными значениями, приведенными в таблице под графиком.

Рассмотрим построение напорной характеристики насоса на примере. Для выбранного в п. 3.2 насоса марки 3К-6а с диаметром колеса 0,192 м снимаем с графика, приведенного в приложении Л (напорная характеристика нужного нам рабочего колеса приведена пунктирной линией), несколько пар значений H и Q. Для рабочего участка напорной характеристики эти данные можно взять из таблицы приведенной в том же приложении под графиком характеристики насоса. Найденные данные сводим в таблицу.

Таблица 3 – Характеристика насоса марки 3К-6а

Q м3/ч	0	20	30	40	50	65
Н, м	46	48	45	41,5	37,5	30