Тема 3.3 Движение жидкости в трубопроводах

Студент должен:

знать: классификацию и методику расчета различных типов

трубопроводов, основы расчета насосной установки и

гидравлического удара;

уметь: производить расчеты простых и сложных трубопроводов с

построением их характеристик; определять напор, полезную

мощность насоса; рассчитывать всасывающую линию насоса,

сифонные трубопровод, гидравлический удар;

Назначение и классификация трубопроводов. Основные формулы для расчета трубопроводов. Основные задачи при проектировании и расчете трубопроводов. Расчет простого и сложного трубопровода. Графоаналитические методы расчета. Трубопроводы, работающие под вакуумом. Неустановившееся движение несжимаемой жидкости. Гидравлический удар в трубах.

Роль гидродинамики в нефтегазовом деле. Магистральные нефтепродуктопроводы, расчет их пропускной способности по нефти и газу. Нефтесборные коллекторы. Основы расчета. Сосуды, работающие под давлением, их пропускная способность.

Практическое занятие № 5

Литература: 1,с. 80-90; 2,с. 44-47;3,с. 126 – 158; доп.1,с.40-50

Методические указания

Изучение данной темы следует начать с назначения и классификации трубопроводов по признакам:

а) режима работы (постоянный или временный расход)

б) соотношение между величинами потерь напора по длине на трение и на преодоление местных сопротивлений

в) конструктивным (материал стенок трубопроводов и их состояние)

г) рода жидкости, протекающей в трубе

Важно уяснить, что из всего разнообразия трубопроводов, их гидравлический расчет может быть сведен к трем принципиальным схемам:

1. Расчет простого короткого трубопровода при постоянном расходе, когда детально учитываются сопротивления по длине, местные сопротивления и величина скоростного напора.

2. Расчет простого длинного трубопровода при постоянном расходе, когда точно учитываются сопротивления по длине, а величина местных сопротивлений определяется приближенно ( в процентах от потерь напора по длине 5-15%).

3. расчет простого длинного трубопровода с транзитным и равномерно распределенным путевым расходом.

Для первых двух систем трубопровода необходимо усвоить:

а) вывод расчетной зависимости для общего случая турбулентного движения жидкости (независимо от зон сопротивлений)

б) преобразование этой зависимости введением расходной характеристики для квадратичной зоны сопротивлений

Таким преобразованием формула проводится к виду, удобному для технических расчетов.

Для третьей схемы трубопроводов нужно рассмотреть вопрос определения расчетного расхода.

Дальше следует сосредоточить внимание на разборе приемов применения полученных зависимостей к более сложным схемам трубопровода, а также на расчете трубопроводов при движении в них жидкостей, отличных от воды.

Надо научиться пользоваться специальными таблицами и номограммами, в которых даны значения гидравлических уклонов в зависимости от величины расхода для стандартных размеров сечения трубопроводов. Они упрощают и ускоряют расчеты. Детально рассмотрите явление гидравлического удара в трубопроводе постоянного сечения большой длины.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие трубопроводы принято называть короткими и длинными? Примеры коротких трубопроводов

2. В чем заключаются особенности расчета сифона?

3. Что называется коэффициентом сопротивления системы?

4. Что такое расходная характеристика и как она определяется? Какова ее размерность?

5. Как учитываются местные потери напора при расчете длинных трубопроводов?

6. Чему равна общая потеря напора на трение при последовательном соединении труб?

7. Какими гидравлическими особенностями характеризуется параллельное соединение труб?

8. Как определяется расчетный расход трубопровода при подаче по нему транзисторного и путевого расходов?

9. Как рассчитывается разомкнутая сеть трубопровода?

10. При каких условиях в трубопроводе возникает гидравлический удар?

11. Как определяется повышение давления при гидравлическом ударе?