6.3 Гидравлический расчет простого трубопровода.

В се технологические трубопроводы пищевых производств можно разделить на два типа: простые и сложные. Простым называется трубопровод постоянного сечения, который не имеет ответвлений и в котором расход жидкости не меняется по всей его длине.Исходным уравнением для расчета всех трубопроводов является уравнение Бернулли, записываемое для двух сечений, и по которому могут быть определены напор или разность напоров в начальном (1 – 1) и конечном (2 – 2) сечениях, а также скорость, расход и другие параметры потока.

Рисунок 6.3 – Схема простого трубопровода

ВЗ_1-2 – вентиль запорный; КО– клапан обратный; КТ – кран трехходовой; ФС – фильтр сетчатый; ФЦ– форсунка центробежная

Пусть простой трубопровод (рисунок 6.3) имеет диаметр d, а его общая длина составляет l=l₁+l₂+l₃+l₄. В начальном сечении 1 – 1 геометрическая высота z₁ и избыточное давление р₁. В конечном сечении 2 – 2 геометрическая высота z₂ и p₂ соответственно. Тогда уравнение Бернулли для данного трубопровода относительно плоскости отсчетаО представится в виде:

, (6.19)

Отсюда

, (6.20)

Пьезометрическая высота в начале трубопровода называется потребным напором Н_п. Если эта величина задана, то она называется располагаемым напором H_р.

Из уравнения (6.20) вытекает, что величина складывается из геометрической высоты , на которую должна подняться жидкость при движении по трубопроводу, пьезометрической высоты , характеризующей давление на конце трубопровода, и величины потерь напора на преодоление всех гидравлических потерь.

Заменяя сумму величиною гидростатического напора Н_гс и подставляя в уравнение (6.20) гидравлические потери из уравнения (6.18) получаем уравнение , которое характеризует величину потребного напора для трубопровода в зависимости от средней скорости потока, т.е. уравнение вида:

(6.21)

6.3.1 Расчет диаметра трубопровода

Этим расчетом начинаются все гидравлические расчеты связанные с определением гидравлического сопротивления трубопровода. Исходными данными для расчета являются: сведения по физическим характеристикам перемещаемой среды (плотность и вязкость); по виду движения потока (напорное, безнапорное, естественная конвекция) и пропускной способности (производительность) рассматриваемого трубопровода.

Физические характеристики и род перекачиваемой среды необходимы для обоснованного подхода к назначению скорости движения потока, которая выбирается всегда из рекомендуемых пределов. Значения этих скоростей приводятся в справочных таблицах В.1,В.2.

По выбранной средней скорости движения потока и известной пропускной способности трубопровода V_cприменив уравнение объемного секундного расхода находят расчетный диаметр круглой трубы:

(6.22)

Выпускаемые трубы имеют всегда строго определенный размер соответствующий стандарту. Размеры стандартных труб в зависимости от материала стенки (сталь конструкционная, сталь коррозионно стойкая, медь и т.д.) и способа производства приводятся в справочных таблицах (на пример В.4÷В.6) и в приложениях к ним. Из этих таблиц выбирается диаметр ближайшей по размеру стандартной трубы d.

Диаметр выбранной трубы будет являться основным и по нему из уравнения объемного секундного расхода рассчитывается средняя скорость потока .