3. Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе

Разветвлённый трубопровод Р состоит из двух линий, соединённых на случай аварийной ситуации перемычками П₁, П₂, П₃, которые в нормальном режиме перекрыты. В аварийной ситуации осуществляется выключение соответствующих участков сети, а питание остальных обеспечивается через ту или иную перемычку.

1. Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при нормальном режиме

В нормальном режиме расход жидкости через все ответвления линий 1-8 одинаков и равен 150 м³ /ч. Диаметр труб ответвлений 1-8 равен 125 мм. Падение давления в ответвлениях про­исходит на местных сопротивлениях. Коэффициент сопротивления линейных участ­ков I - VIII принять равным 0,02.Полный расход жидкости в трубопроводе равен 1200м³/ч.

№ участка	I V	II VI	III VII	IV VIII
Длина, м	100	50	150	350
Диаметр, мм	259	259	207	184

Также дано:

Р₀= 6*10⁵ Н/м² =6 атм – давление в начальной точке разветвлённого участка;

Р_к=10⁵ Н/м² =1 атм – давление в конечных точках разветвлённого участка.

Из условия следует:

Тогда:

Для расчёта необходимо составить систему уравнений, пользуясь следующим правилом. Для всех точек разветвления идя от последней к начальной, т.е. против движения жидкости, записываем значения давления в них через давления на всех участках, где оно известно и потери давления на всех участках от этих известных точек до рассматриваемой точки разветвления.

Записываем:

Коэффициент сопротивления линейных участ­ков I - VIII равен 0,02.

Определим потери давления на линейных участках:

Теперь мы можем рассчитать потери давления в разветвлениях трубопровода:

Далее находим значения суммарных коэффициентов местных сопротивлений ответвлений, которые в последующем используются для расчёта трубопровода в аварийном режиме.

По условию:

Получим:

3.2 Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при аварийном режиме работы

В аварийном режиме закрыты вентили на участках I, П_1, П₃ остальные открыты. Полный расход жидкости не изменяется.

P₀ = 720260 Па – давление в начальной точке разветвлённого участка;

Р_к = 100000 Па – давление в конечных точках разветвлённого участка;

2

3

4

L_п = 200 м; d_п = 0,359 м – длина и диаметр перемычки.

III

V

1

5

6

7

8

IV

II

VI

VIII

VII

П

Обозначим как , тогда мы можем найти:

А на участках I-VIII обозначим . Получим:

В аварийном режиме начального давления не хватит, для нормальной работы трубопровода. Поэтому начальное давление увеличено до

Распределение расходов и потерь давления в ветвях 1 – 8

		1	2	3	4	5	6	7	8
Нормальный режим	Q,	150	150	150	150	150	150	150	150
	Р,	461322	450444	405967	359213	461322	461322	450967	359213
Аварийный режим	Q,	100,1	104	143,8	143,8	152,3	144,2	26,7	26,7
	Р,	205425	216717	373100	330130	475290	415319	12868	11386

Распределение расходов и потерь давления на линейных участках I-VIII

		I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Нормальный режим	Q,	600	450	300	150	600	450	300	150
	Р,	38678	10878	44477	46754	38678	10878	44477	46754
Аварийный режим	Q,	–	458,5	562,5	143,8	1200	1047,7	903,5	26,7
	Р,	–	11292	156382	42968	154710	58971	403450	1482