44,45.Уравнение расчета длинных трубопроводов в неквадратичной области сопротивления.

При движении жидкости в напорных трубопроводах санитарно-технических систем квадратичный закон сопротивления соблюдается не всегда. Так, например, более 80% всех городских газопроводов низкого и среднего давления работают в неквадратичной области сопротивления. В этом случае параметры А (или К) зависят не только от диаметра трубы, но также и от скорости движения в ней, в связи с чем решение задач по гидравлическому расчету трубопроводов несколько усложняется.

Введем обозначение

Ψ – поправка на неквадратичность.

Тогда формула примет вид:

Определяя λ по формуле Альтшуля имеем:

Получаем для поправки на неквадратичность:

Требуется определить пропускную способность трубопровода Q, если заданы напор H, длина трубы l, диаметр трубопровода d. (вторая типовая задача).

По табл. находим значение удельного сопротивления А_кв при за­данных d и k_э. Определим пропускную способность трубопровода при квадратичном законе сопротивления:

При скорости движения υ определяем значение поправки на неквадратичность Ψ и вычисляем значение искомого расхода:

Если требуется определить диаметр трубопровода d при заданных Q, Н и l. (третья типовая задача), то решение находим следующим об­разом. Вычисляем значения удельного сопротивления (принимая Ψ = 1) по формуле.

По табл. находим для вычисленного значе­ния соответствующий диаметр d, пользуясь при этом линейной интерполяцией. Затем определяем скорость, соответствующую квадратичному сопротивлению:

По табл., пользуясь найденной скоростью, определяем поправку ψ, после чего вычисляем значение А по формуле:

По табл. находим диаметр, отвечающий полученному значению А.

46.Расчет трубопроводов при последовательном соединении длинных труб.

Рассмотрим трубопровод, состоящий из последовательных длинных труб разного диаметра d и длины l при постоянном расходе жидкости по длине трубопровода. Расчет сводится к определению суммарных потерь напора по длине трубопровода, так как местными потерями пренебрегают.

...

Преобразуем выражение для потери напора по длине

...

где ... - расходная характеристика.

Тогда

...

Формула показывает, что трубопровод, составленный из последовательно соединенных труб разного диаметра и длины, можно рассматривать как простой трубопровод, суммарные потери напора в котором равны сумме потерь напора составляющих его труб. Формула позволяет решить и обратную задачу, т.е. при заданных напоре, диаметре труб вычислить расход ...

...

47.Уравнение расчеты сложных трубопроводов при параллельном соединении труб.

Гидравлический расчет трубопроводных сетей, с учетом меняюще­гося во времени расхода в соответствии с производственными требова­ниями эксплуатации той или иной системы, представляет собой очень сложную задачу. Рассмотрим основные схемы сложных трубопроводов (предполагается, что у трубопроводов большая длина и работают они в области квадратичного закона сопротивления).

Трубопровод в точке А разветвляется на несколько труб, которые затем вновь объединяются в точке В; расход Q - основного трубопровода до деления и после объединения труб один и тот же. Задача расчета состоит в том, чтобы определить расходы в отдельных ветвях системы также потери напора h_ω между точками А и В. Общий расход Q, диаметры и длина параллельных труб известны. Потери напора в любой трубе ответвления одинаковы, так как в обеих общих (крайних) точках разветвления имеется один и тот же напор Н₁ и общий конечный напор Н₂, т. е:

- происходит за счет перераспределения расхода ж. по ответвлениям, обратно пропорционально их удельному сопротивлению.

Для первой ветви можно записать:

S – сопротивление трубопровода.

Аналогично можно записать и для других ветвей.

имея ввиду условие:

Последнее уравнение можно записать:

Т.о. при параллельном соединении трубопроводов проводимости отдельных ветвей складываются. Из уравнения находим требуемый напор:

Приведенное решение получено в предположении квадратичного закона сопротивления. Для расчета параллельных трубопроводов в неквадратичной области сопротивления можно использовать поправки на неквадратичность. Для каждой из n параллельных ветвей:

Зная поправку ψ, уточняем расходы в отдельных ветвях трубопровода:

а потери напора определяются по формуле: