4.3. Расчет трубопровода из последовательно соединенных труб

Трубопровод (рис. 42) состоит из труб различной длины и диаметров. В общем случае материал труб может быть различным. Система соединяет два резервуара. Заданы расход Q, длины труб и диаметры труб. Расходные характеристики берут из таблиц. Расход на каждом участке один и тот же.

Рис. 42

На каждом i-участке для пропуска расхода Q затрачивается часть суммарного напора H_i равная

Так как местными потерями напора пренебрегали, напор Н затрагивается на преодоление потерь напора по длине и равен сумме потерь напора на отдельных участках:

где n – номер участка трубопровода;

или

или

где А_i – удельное сопротивление i-участка

4.4. Расчет параллельного соединения труб

При параллельном соединении (рис. 43) между точками M и N проходит несколько труб. Заданны расход Q, длины, диаметры, материал труб и расходные характеристики труб. На каждом участке движение происходит под действием одного и того же напора.

Рис. 43

В связи с различными длинами участков гидравлические уклоны на каждом участке будут различными:

Расход, проходящий по каждому участку, равен

Сумма расходов на отдельных участках должна быть равна общему расходу, поступающему в систему из параллельно соединенных трубопроводов в точке М и выходящему из системы в точке N:

В результате можем определить напор и расход в каждой из параллельно соединенных линий:

Распределение расходов на участках заранее не известно. Поэтому все расходы на участках (пока еще неизвестные) выражают через один расход, например Q₁:

При расчетах предполагают сначала, что область сопротивления на всех участках квадратичная, т.е. , а . С учетом этого находят Н, Q_i, затем находят средние скорости _i на каждом участке и уточняют область сопротивления, сравнивая _i и _iкв. При необходимости следует внести поправки и снова определить Н и Q_i.

4.5. Расчет трубопровода с непрерывным распределением расхода по длине

Часто встречаются случаи, когда по длине трубопровода происходит раздача некоторой части расхода жидкости или всего расхода, причем отбор жидкости потребителями происходит в некоторых сечениях по длине трубопровода. К таким трубопроводам относятся городские и сельские трубопроводы, поливные трубопроводы и т.д.

Рассмотрим трубопровод с непрерывным уменьшением расхода по длине (рис. 44).

Рис. 44

Помимо расхода , линейно изменяющего от до нуля, в общем случае по такому трубопроводу может проходить без изменения транзитный расход . Тогда в начале трубопровода расход равен , а в конце .

Выделим на произвольном расстоянии х от начала участка сечение М, расход в котором меньше расхода в начальном сечении на расход, уже распределенный по длине х, т.е. на участке МN

Гидравлический уклон в любом сечении определим, считая движение равномерным:

В пределах выделенного элемента d_x, примыкающего к сечению М, гидравлический уклон определяется:

Напор определяется:

Ориентировочно можно принять

Введем понятие «расчетный расход»

Тогда

Если , то ; если , то ; если и , то .

Если транзитный расход отсутствует, то