23. Последовательное и параллельное соединение трубопроводов.

При последовательном соединении простых трубопроводов разной длины и с различными диаметрами стык в стык, трубопровод представляет собой простой трубопровод, который можно разделить на несколько участков.Расчет такого трубопровода не представляет труда

.

При параллельном соединении  пьезометрический напор в узловых точках А и В одинаков для всех участков. 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 и также потери напора между точкамиА и В. Общий расход, диаметры и длины труб предполагаются известными.

Потери напора в любой трубе ответвления одинаковы, так как в обеих общих точках разветвления имеется один и тот же напор и , т.е.

,

, ,.

Отсюда

, ,,

т.е. расходы на участках распределяются обратно пропорционально корню квадратному из их сопротивлений. Кроме того . Совместное решение этих уравнений дает возможность найти расходы на участках при заданных их размерах и общем расходе.

24. Гидравлический удар в трубопроводе. Способы защиты трубопровода от гидроудара.

 Гидравлический удар (гидроудар) в трубопроводе – это мгновенный скачок давления воды в водонапорных трубах, связанный с резким изменением скорости движения потока воды. В зависимостиотнаправленияскачкадавлениягидроударразделяютна:

1. Положительный – давление в трубопроводе возрастает из-за резкого перекрытия трубы или включения насоса;

2. Отрицательный – когда давление в трубопроводе падает из-за выключения насоса или открытия заслонки.

ПРИЧИНА ГИДРОУДАРА

В автономной системе водоснабжения загородного дома, когда давление в водопроводе создаётся, например, скважинным насосом, гидроудар возникает при резком прекращении потребления воды, когда перекрывается кран. Поток воды, который двигался к трубопроводе, не может мгновенно остановиться и по инерции «ударяется» в образовавшийся при закрытии крана водопроводный «тупик». Реле давление в этом случае не спасает от гидроудара, а только реагирует на него, отключая насос уже после того, как кран перекрыт и давление превысило максимальное значение. Выключение насоса тоже не происходит мгновенно, так же как и остановка потока воды в трубопроводе.

ЗАЩИТА ОТ ГИДРОУДАРА

Сила гидроудара зависит от скорости потока воды в трубе до и после перекрытия трубы: чем выше скорость потока, тем сильнее будет удар при его резкой остановке. В свою очередь сама скорость потока зависит от диаметра трубопровода: чем больше диаметр трубы, тем ниже скорость потока воды в ней при одинаковом расходе воды. Таким образом, использование труб большего диаметра ослабляет гидроудар.Второй способ ослабить силу гидравлического удара – это увеличить время перекрытия трубопровода (или включения насоса).

25. Определение силы давления струи на преграду и ее реакции.

В основу вывода динамических свойств струи положена теорема о количестве движения

Используя теорему о количестве движения, можно записать

 

где Rdt – импульс силы, реакция стенки.

Реакция R равна силе удара струи, то есть можно написать – R = F.

Если a₁ = a₂ = 90°, то уравнение можно записать

m u = F dt, где m = g/g w u².

С учетом значения m из уравнения получим выражение для определения силы удара струи о преграду

F = g/g Q u = g/g w u². 

Разделив уравнение на w, полученную величину F/w можно представить как динамическое давление на единицу площади струи. Это давление равно удвоенному скоростному напору.

Статическое давление струи Р_ст = r g w H, где Н – напор над центром тяжести отверстия, из которого истекает струя.

Динамическое давление струи Р_дин = g/g w u² = g/g w 2 g H = 2 g w H, т.е. динамическое давление в 2 раза больше статического