Последовательное соединение трубопроводов

При последовательном соединении трубопроводов потери давления в них складываются, а расходы остаются неизменными

(8.9)

где i — номер участка трубопровода.

Каждый из входящих в соединение трубопровод рассчитывается по приведенным выше формулам (6.2) или (6.7). Если последовательно соединяются трубопроводы разного сечения, то полная потеря давления определяется как сумма потерь на отдельных участках

где первое слагаемое представляет собой сумму линейных, а второе — местных потерь. Для упрощения расчетов целесообразно выразить все слагаемые в формуле через какую-нибудь одну скорость, например скорость основного трубопровода.

Параллельное соединение трубопроводов

При параллельном соединении простых трубопроводов поток жидкости из входной магистрали разделяется на несколько участков, которые затем вновь соединяются в один магистральный трубопровод.

Расчетные задачи в этом случае встречаются в двух формах.

1. Известен расход в магистральном трубопроводе и геометрические характеристики параллельных трубопроводов; определить расход в каждом параллельном трубопроводе и потери давления между точками разветвления.

2. Задан расход каждого потребителя; определить расход в магистральном трубопроводе и давление на его входе.

Для параллельного соединения трубопроводов характерными являются следующие соотношения.

1. Потери напора во всех трубах, соединенных параллельно, одинаковы и при расчетах не складываются

В этом случае число уравнений получается равным числу параллельных трубопроводов. Вид этих уравнений, с учетом вышесказанного

. (8.10)

2. Расход магистрального трубопровода до разветвления и после соединения остается неизменным

. (8.11)

Таким образом, если дано Q и заданы размеры отдельных трубопроводов (L и d), получим систему n уравнений вида (8.10) и (8.11) с n неизвестными, решение которой позволяет найти ответ на первую задачу.

Ход решения следующий. Все расходы в параллельных трубопроводах выражают через один из них, например первый (Q₁). Получается система уравнений вида

Подставляя значение расхода в уравнение (8.11), получим

. (8.12)

Из этого выражения определяют расход первого участка параллельного соединения

Далее определяется расход в других параллельных участках

(8.13)

По найденным значениям расходов для каждой параллельной ветви определяют число Re по формуле

и затем уточняют значение коэффициентов λ, и В всех уравнений.

Далее расчет повторяют по приведенным выше формулам и уточняют расходы.

Потери давления находят по одному из уравнений вида (8.10), например:

.

Из (8.12) находят общее сопротивление сложного трубопровода

В случае трубопровода с двумя параллельными ветвями формула (8.13) позволяет определить распределение расхода между двумяпараллельными трубами при турбулентном движении

,

а при ламинарном потоке