Сложные трубопроводы Последовательное соединение трубопроводов

Рассмотрим сложный трубопровод, который состоит из нескольких простых трубопроводов, соединенных последовательно и имеющих сопротивления R₁, R₂, R₃.

На основании уравнения неразрывности потока расход жидкости по каждому из этих участков трубопровода будет одинаков и равен Q, а потери напора в них будут:

, ,.

Потери напора в рассматриваемом трубопроводе в соответствии с принципом наложения потерь могут быть вычислены следующим образом:

.

Таким образом, сопротивление сложного трубопровода при последовательном соединении труб увеличивается.

Характеристика такого сложного трубопровода может быть построена непосредственно по уравнению трубопровода, где R подсчитывается из , или графически путем суммирования ординат напорных характеристик отдельных участков трубопровода при одинаковых Q.

Параллельное соединение трубопроводов

Рассмотрим сложный трубопровод, который состоит из нескольких простых трубопроводов, соединенных параллельно. Пусть сопротивления трубопроводов равны R₁, R₂, R₃, а расходы жидкости по ним Q₁, Q₂, Q₃.

Всоответствии с уравнением неразрывности потока общий расход жидкости по такому трубопроводу будет

.

Потери напора в каждом из трубопроводов подсчитываются по

, ,.

Потери напора в любом из простых трубопроводов, а также общие потери напора в рассматриваемом сложном трубопроводе будут равны и равны разности полных напоров в сечениях А и В.

Расходы в любом из простых трубопроводов обратно пропорциональны корню квадратному сопротивлению трубопровода.

Потери напора в рассматриваемом трубопроводе будут

.

Таким образом, сопротивление сложного трубопровода при параллельном соединении уменьшается и составляет

.

Характеристика такого сложного трубопровода может быть построена непосредственно по уравнению трубопровода, либо графически путем суммирования абсцисс напорных характеристик отдельных простых трубопроводов при одинаковых Н.

Трубопровод с путевым расходом жидкости

Трубопроводом с путевым расходом жидкости называется такой трубопровод, в котором жидкость раздается в ряде пунктов по его длине. При большом числе таких пунктов можно с достаточной точностью считать, что разбор жидкости осуществляется равномерно по длине l с интенсивностью , [(м³/с)/м].

Задача, как и в предыдущих случаях, сводится к определению потерь напора в трубопроводе, но отличие состоит в том, что в рассматриваемом трубопроводе расход жидкости является переменным.

Основы расчета газопроводов

По сравнению с движением капельных жидкостей движение газов отличается рядом особенностей, обусловленных различием физических свойств этих жидкостей (в частности, зависимостью плотности газов от давления и температуры).

При отсутствии тепловой изоляции газопровода (что характерно для шахтных пневматических и дегазационных трубопроводов) и изменении скорости по его длине не более чем в 2 раза температура газа по длине остается практически одинаковой (Т ≈const) и равной примерно температуре окружающей среды, т. е. в газопроводе имеет место изотермический процесс.

При расчете газопроводов и воздухопроводов следует различать два случая:

1) движение газа происходит при небольшом относительном изменении давления , что наблюдается, например, при движении воздуха в шахтной вентиляционной сети или вентиляционных трубопроводах местного проветривания. В этом случае с достаточной для практики точностью (2 - 2,5%) можно пренебречь сжимаемостью газа, т. е. считать его плотность, и пользоваться обычной формулой Дарси-Вейсбаха;

2) движение газа происходит при значительном относительном изменении давления , что, например, имеет место в шахтных пневматических и дегазационных трубопроводах. В этом случае пренебрегать сжимаемостью нельзя.

При решении практических задач чаще всего приходится определять не расход газа, а по известному расходу и падению давления подбирать диаметр труб газопровода. Эта задача решается аналитически или графически по специально построенным для конкретных случаев номограммам.

Лекция №12