9 Гідравлічний розрахунок трубопроводів

При гідравлічних розрахунках трубопроводи поділяють на прості і складні, короткі і довгі, напірні і безнапірні. Окре­мо можна виділити сифонний трубопровід.

Простий трубопровід - це трубопровід одного діаметра, без відводів між початком і кінцем.

До складних трубопроводів відносять послідовно з'єднані трубопроводи різного діаметра (телескопічні), пара­лельні трубопроводи однакового чи різного діаметрів, розга­лужені (тупикові), кільцеві.

До коротких відносять трубопроводи, втрати напору в місцевих опорах яких співрозмірні (тобто одного порядку) з втратами напору на тертя по їх довжині.

В магістральних трубопроводах втрати напору в місце­вих опорах становлять 1...2% від загальних втрат на тертя, тому при розрахунках втрат за формулою Дарсі (8.2) вводять коефіцієнт запасу 1,01... 1,02.

Напірні трубопроводи мають надлишковий тиск в їх кін­ці. В безнапірних трубопроводах рідина рухається за рахунок сили тяжіння (перепаду висот).

Сифонним називають трубопровід, початок якого роз­міщений вище рівня рідини в зливному резервуарі, висхідна частина якого (всмоктуюча) працює під вакуумом, зливна час­тина - самопливна.

Гідравлічні розрахунки трубопроводів здійснюється з метою розв'язання трьох основних задач:

• визначення необхідного напору на початку трубопро­воду (або тиску на викиді насоса);

• визначення пропускної здатності трубопроводу;

- визначення необхідного діаметра трубопроводу. Основні розрахункові формули:

Рівняння Бернуллі, рівняння постійності витрати, фор­мула Дарсі-Вейсбаха та залежності для визначення коефіцієн­тів, які входять в цю формулу.

В загальному вигляді необхідний напір на початку тру­бопроводу

147

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

(9.1)

або

(9.2)

Тут - статичний напір;

Виразимовтрати напору через витрату рідини

(9.3)

Тоді

(9.4)

Рівняння (9.4) є основним рівнянням для гідравлічних розрахунків трубопроводів.

При турбулентному режимі залежність = є квад-ратична парабола з початком в точці ординати а (рису­нок 9.1). Якщо а=0, то цю залежність називають характерис­тикою трубопроводу. При а<0 (має від'ємне значення) точка А перетину параболи з віссю абсцис (рисунок 9.1) визначає пропускну здатність самопливного трубопроводу (Н = 0) і

Рівняння (9.4) розв'язується аналітично як для ламінар­ного, так і для турбулентного рухів рідини.

Пропускна здатність трубопроводу визначається із зале­жності (9.5), в лівій частині якої заданий напір

(9.5)

де - розрахункова довжина трубопроводу.

Рівняння (9.5) аналітично розв'язується, якщо відомо, що режим руху ламінарний. Для турбулентного режиму при

148

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

невідомій швидкості воно прямого розв'язку не має і для ви­значення витрати (пропускної здатності трубопроводу) вико­ристовують один із трьох можливих способів його розв'язання.

Рисунок 9.1

Перший - метод наближень. Приймаємо наближене зна­чення коефіцієнта гідравлічного опору в межах 0,02-0,035 (з даних практики). Тоді з рівняння (9.5) визначаємо і переві­ряємо правильність вибору : розраховується режим руху рі­дини (Re) і фактичне (при ) значення (знаючи і ).

Якщо < 0,0001, то розрахунок закінчений, якщо

дана умова не виконується, то задаємося значенням , яке, як правило, дорівнює

149

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Другий - графоаналітичний метод. При цьому будується гідравлічна характеристика трубопроводу - графічна залежність =

Рисунок 9.2

Задаються 4—5 значеннями витрати і визначають втрати напору. Для ко­жного значення Q, використовуючи формулу (9.5), знаходять необхід­ний напір. З графічної залежності за даним напором

визначають витрату (рисунок 9.2)

Третій - метод визначення режиму руху рідини із спів­відношення заданого і критичних напорів.

Алгоритм розв'язку:

- розраховують , і із співвідношення прийма-ючи значення =2320, і ;

• для відомих значень витрати обчислюємо ;

• порівнюючи значення заданого напору Н з визначеними, встановлюємо зону турбулентності, для якої відомі степене­вий показник режиму т і стала ;

• з узагальненої формули Лейбензона

(9.6)

визначаємо пропускну здатність Q.

Приклад: Якщо , то це зона гідравлічно

гладких труб, для якої, згідно з формулою Лейбензона, т = 0,25 і =0,0247. Тоді

150

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Для розрахунку необхідного діаметра трубопроводу ви­користовують рівняння (9.5), прямий розв'язок якого можли­вий лише для ламінарного руху рідини.

При невідомому режимі течії діаметр трубопроводу мо­жна розрахувати, використовуючи один із трьох вищеописа­них методів його розв'язку. Якщо рівняння (9.5) розв'язується графоаналітичним методом, то задаються 4-5 значеннями ді­аметрів d таким чином, щоб необхідний нам діаметр знахо­дився в межах . Алгоритм розв'язку аналогічний, тільки будують графік залежності капору від діаметра (рису­нок 9.3), з якого знаходять необхідний діаметр, що відповідає заданому напорові 77.

Особливості гідравлічного розрахунку складних трубо­проводів пов'язані з їх конд-трукцією.

Якщо трубопроводи різного діаметра з'єднані послідовно, то при використанні рівняння Д. Бернуллі для початкового (1- 1) і кінцевого діаметрів (і-і) необхідно враховувати, що

(9.7)

Рисунок 9.3

(9.8)

і характеристики для кожної ділянки будуються в залежності Тоді характеристика складного трубопроводу ма­тиме вигляд залежності

(9.9)

тобто для однакової витрати напори сумуються.

При паралельному з'єднанні трубопроводів, що мають спільний початок і кінець, сумарна пропускна здатність рівна

(9.10)

але сумарні втрати напору у всіх трубопроводах однакові

(9.11)

151

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Це і визначає правило побудови характеристики системи трубопроводів: при однакових напорах додаються витрати окремих її ниток (окремих трубопроводів).

Розгалужені трубопроводи при гідравлічному їх розра­хунку діляться з їх кінця на паралельні і послідовні. В такому ж порядку будуються характеристики як простих, так і склад­них їх дільниць. Тому повинні бути відомі кінцеві напори і витрати всіх тупикових трубопроводів.

Для розрахунку кільцевого трубопроводу необхідні дані про величину тиску і витрату в будь-якій кінцевій точці та шляхові втрати тиску в обох відгалуженнях.

Гідравлічний розрахунок сифонного трубопроводу пе­редбачає розрахунок його пропускної здатності при різниці рівнів в резервуарах

(9.12)

і висоти підйому рівня у всмоктувальній лінії довжиною при величині вакууму р_вак

(9.13)

Питання для самоперевірки

1. Класифікація трубопроводів.

2. Які три основні задачі розглядаються при розрахунку тру­бопроводів?

3. Які основні рівняння використовуються при гідравлічних розрахунках трубопроводів?

4. В чому полягає суть:

• методу наближень;

• графоаналітичного методу розрахунку трубопроводів;

• методу порівняння заданого напору з критичним його зна­ченням?

152

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

5. Що називається гідравлічною характеристикою трубопро­воду?

6. Особливості розрахунку:

• послідовних трубопроводів;

• паралельних трубопроводів;

• розгалужених трубопроводів;

• кільцевих трубопроводів.

7. Які задачі розв'язуються при розрахунку сифонного трубо­ проводу?

Приклади задач з розв'язком

Задача 9.1 По горизонтальному трубопроводу діаметром = 200 мм та довжиною = 24 км перекачується мазут, густи­на якого =850 кг/м³ , в'язкість =1,3 х10^-4 м²/с . Визна­чити масову витрату М, якщо тиск на викиді насоса =1,03МПа , а кінцевий тиск =0,098М77а . Режим руху рідини - ламінарний.

Розв'язок

Рівняння Бернуллі для потоку реальної рідини

Для горизонтального трубопроводу сталого діаметра рі­вняння Бернуллі набуде такого вигляду:

Втратинапору на тертяпо довжині труби при ламінар­ному режимі визначаються за формулою

= 0 (згідно з умовою задачі)

Отже,

153

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

ЗВІДКИ

=0,439 .

Об'ємна витрата мазуту

= 0,0138 м³/с.

Масова витрата

М = =850x0,0138 = 11,73 кг/с.

Задача 9.2 Виконати гідравлічний розрахунок трубопро­воду для перекачки нафти в кількості 8x10 тза рік. Довжи­на трубопроводу 425 км, діаметр 511 мм, різниця нівелірних позначок кінця та початку трубопроводу =12,5 м . Середня розрахункова в'язкість =0,55 см²/с, густина = 878 кг/ м³. Напір однієї насосної станції 600 м водяного стовпа.

Розв'язок

1. Секундна витрата нафти

= 0,301 м³/с.

Розрахункове число днів роботи нафтопроводу прийнято 350.

2. Середня швидкість течії нафти

= 1,47 м/с.

154

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

3. Режим течії

= 13643 -турбулентний.

Для нових сталевих, труб еквівалентна шорсткість = 0,1 мм.

Тоді =51000.

Отже, 2320 < Re < , що відповідає зоні гідравлічно гладких труб, в якій

= 0,0293.

4. Повні втрати напору в трубопроводі

де

= 0,0293 х = 2684 м.

(приймаємо), =12,5л/ (згідно з умо­вою задачі).

Тоді

Н =2684 + 27 + 12,5=2723,5 м.

Напір, який створює одна насосна станція, розрахову­ється із співвідношення

= 683,4 м

Тоді необхідна кількість насосних станцій

=3,99 4ст.

155

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Задача 9.3 Гас ( =780 кг/м³ ; =1,5x10^-6 м²/с) по­ступає з резервуара (рисунок 9.4) в стояк для наливу цистерн. Різниця геодезичних відміток рівня рідини в резервуарі та пе­рерізі виходу рідини із стояка = 8м. Труби ( =300м , = 205 мм) сталеві, зварні, помірно зношені. Місцеві опори зображені на рисунку. Визначити витрату гасу.

Рисунок 9.4

Розв'язок

Враховуючи, що = 8 м, , =0, приймаючи а₂ =1, рівняння Бернуллі значно спрощується

або

Із додатків Ж і З = 0,5мм;

= 0,5+3x1,32 + 0,15=4,61. Оскільки гас - рідина малов'язка (для води = 10 м /с) і еквівалентна шорсткість труби значна, то приймаємо турбулентний режим руху, зона квадратичного опору. Тоді задача має аналітичний розв'язок

156

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Визначаємо коефіцієнт гідравлічного опору за фор­мулою Шифрінсона:

= 0,11 =0,0244.

Тоді швидкість

= 1,95 .

Перевіримо режим течії рідини

=266000 - режим турбулентний.

= 205000

і , тобто , що відповідає прийнятій зоні

турбулентності, і витрата гасу

= 0,0644 м ³/с.

Задача 9.4 При сифонному зливі ( =50м, = 100мм, = 0,06 мм) подається паливо ( = 840 кг/м³; = 5,5x10^-6 м²/с, тиск насиченої пари р = 2 кПа ) при різни­ці позначок рівнів в резерву-арах =1,38м (рисунок 9.5). На зливі є фільтр, два коліна ( =90° з радіусом повороту

157

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

) і вентиль =3м; =2 м. Атмосферний тиск 10⁵ Па . Визначити витрату рідини і перевірити умову норма­льної роботи сифона, тобто величину

Рисунок 9.5 Розв'язок

Складені рівняння Бернуллі для рівнів рідини 1-1 і 2-2 (площина порівняння 2-2)

Проаналізувавши рівняння Бернуллі, одержимо

; =0;

= 0 =0

Середня швидкість в трубопроводі Тоді рівняння Бернуллі матиме вигляд

158

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Рідина малов'язка, отже ймовірно, що режим руху тур­булентний, тому значення для фільтра коліна, засувки та виходу з труби визначаємо з додатку 3.

,=1,7; =0,23; =0,15; =1,

=

= 1.7 + 2x0,23+0,15+1 = 3,31.

Розв'язуємо задачу графоаналітичним методом. Задає­мося рядом значень Q і визначаємо відповідні їм величини

Одержані дані наведені нижче.

м3/с	0,004	0,006	0,008	0,010	0,012	0,014
,м	0,26	0,54	0,92	1,38	0,93	2,57

Графік будувати не потрібно, оскільки при

=10 дм³/с =1,38м.

Перевірка підтверджує, що

= 23150 >

Перевіримо виконання умови нормальної роботи сифо­на.

"Небезпечним" перерізом, де тиск повинен бути най­меншим, буде "живий" переріз в кінці горизонтальної ділянки зливу як найбільш віддалений від початку руху із усіх най­більш піднятих перерізів.

Рівняння Бернуллі для перерізів на поверхні рідини у верхньому резервуарі і "небезпечного" має вигляд

Тут - абсолютний тиск в "небезпечному" перерізі

159

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Визначимо величини

, „-, лі •=1,27-;

с = 23000 ;

=16000; =830000.

Коефіцієнт гідравлічного опору визначимо за формулою Альтшуля

= 0,0268, При 1;

= 10⁵ - х

х 840х 9,81 = 65300 Па = 65,ЗкІ7а.

Оскільки , то сифонний злив працюватиме.

Задача 9.5 Вода з закритого резервуара витікає в атмос­феру. Рівень води в резервуарі = 7м сталий. Тиск на пове­рхні рідини 18,0 кПа. Діаметр трубопроводу =50 мм, його горизонтальна та кінцева похила частини однакової довжини ( =5,8м). Кінець останньої знаходиться нижче горизонту на =1,3 (рисунок 9.6). Визначити витрату води Q, побудувати п'єзометричну та напірну лінії, якщо густина води при

160

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

t=20°C =998 кг/м³, а кінематичний коефіцієнт в'язкості

=0,01 х 10^-4 м²/с. Труби латунні.

Рисунок 9.6

Розв'язок

Запишемо рівняння Бернуллі для дільниці між переріза­ми 1-1 та 2-2 відносно площини порівняння 0-0

де: ; ; ; =0;

= 0 ;

- коефіцієнт Коріоліса ( = 2 - при ламінарному режимі, 1 - при турбулентному режимі);

- втрати напору на тертя по довжині труби та в місцевих опорах.

161

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Тут - сума коефіцієнтів місцевого

опору входу в трубу та крутого повороту. = 0,5 , а

залежить від кута повороту

sin =0,22414; =12°57'.

За даними додатку 3 будуємо графік залежності і визначаємо коефіцієнт місцевого опору: при куті повороту = 12°57' =0,07 (рисунок 9.7).

Перепишемо рівняння Бернуллі у вигляді

Підставивши відомі величини, розв'яжемо його відносно - певного повного статичного напору

= 7+ +1,3= +

+

або

= 10,139 =

= ХІ3234+ х 3070000+ х 7543,2.

Надалі задачу розв'язуємо графоаналітичним методом.

162

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

= 10,139 =

= х 13234+ х 3070000+ х 7543,2.

Надалі задачу розв'язуємо графоаналітичним методом. Задаємося =0,015м³/с.

Визначаємо режим течії

ос кільки

Отже,

= 382200

- режим течії турбулентний.

Рисунок 9.7

Знаходимо, в якій зоні турбулентного режиму рухається рідина.

= 50000.

Для латунних труб =0,01 мм.

=25000000.

Оскільки , то маємо зону змішаного закону тертя.

Коефіцієнт гідравлічного опору знаходимо за форму­лою Альтшуля

= 0,11 = 0,11 =0,0161.

Права частина рівняння рівна

163

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

=1 х 0,015² х 13234 + 0,0161 х 0,015² х 3070000 +

+ 0,015² х 7543,2;

=15,80 м. Аналогічно знаходимо для інших прийнятих значень (таблиця 9.1):

Таблиця 9.1

м3/с	0,01	0,011	0,012	0,015
, м	7,27	8,72	10,29	15,80

За даними розрахунків бу­дуємо ірафік залежності

(рисунок 9.8) і за ним знаходимо для

= 10,139 м витрату

=0,0119 м/с³.

Рисунок 9.8

Для побудови п'єзомет­ричної лінії та напірної лі ній визначимо втрати на­пору на кожній із ділянок.

= =302680;

= 0,0166. Визначимо втрати напору на тертя по довжині

164

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

= 8 х 0,0166 х = 3,59 м.

Визначимо втрати напору в місцевих опорах

= 0,94 м.

= 0,13 м. Вичислимо величину швидкісного напору

= 1,87 м.

= 1,84 м.

П'єзометрична та напірна лінія зображені на рисунку 9.6 до умови задачі, де 1 - напірна лінія, 2 - п'єзометрична лінія.

Задачі для самостійної роботи

Задача 9.1 Мінеральне масло ( =810 кг/м³ , = 3x10^-4 м²/с) перекачується з відкритого резервуара (ри­сунок 9.9) споживачу з витратою Q = 7,55 дм³/с . Висота всмоктування = 2м, покази вакуумметра, установленого в кінці всмоктувальної лінії ( =10м, =80мм, труби зварні нові), = 49,1 кПа .

Визначити сумарний коефіцієнт місцевих опорів на всмоктувальній лінії (при квадратичному законі опору).

165

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Відповідь: - 3,8.

Задача 9.2 3 підземної ємності з надлишковим тиском =10 кПа бензин викачують за допомогою насоса з витратою 2x10^-2 м³/с. Всмоктувальна лінія має довжину 8 м і діаметр 150 мм. Труби зварні, що були в експлуатації. Є міс­цеві опори: фільтр, коліно, засувка. Густина бензину 700 кг/м³ , в'язкість 7х10^-7 м²/с, к.к.д. насоса =0,7, потужність на його валу = 16,8кВт .

Визначити:

1. максимальну висоту всмоктування h за умови, що вакуум на вході в насос не повинен перевищувати =40 кПа;

2. напір, що створюється насосом в нагнітальній лінії

Відповідь: =4,95 м,. 80м.

Рисунок 9.9

Задача 9.3 По горизонтальному трубопроводу ( = 200 км, ₌205мм, труби безшовні нові) перекачується нафта ( =824 кг/м³ , =5x10^-6 м²/с) з витратою = 40 л/с. Сумарна еквівалентна довжина місцевих опорів - 0,02 Визначити необхідне число насосів п та розра­хункову відстані, між ними на трасі L , якщо кожен насос мо-

166

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

же створювати напір = 360 м , а тиск на вході в насоси і на виході з трубопроводу = 485 кПа. Відповідь: п = 5 , =40 км .

Задача 9.4 По трубопроводу (_l = 3300м , =125 мм, труби зварні, нові), профіль якого зображений на рисунку 9.10, перекачується вода при t=20°С з витратою Q = 15 л/с. Нівелірні позначки від площини 0-0 =0; = 20 м; = 105м, довжина ділянок: АВ-950м, ВС -2350м,, кін­цевий надлишковий тиск = 50 кПа .

Рисунок 9.10

Нехтуючи втратами напору в місцевих опорах, визначи­ти надлишковий тиск в насосі в точці А і в точці В та побу­дувати напірну лінію (графік зміни повного напору по довжи­ні трубопроводу).

Відповідь: =1,46МПа , = 1,15 МПа .

Задача 9.5 По нафтопроводу ( =350 м, = 529 мм, труба зварні нові) необхідно перекачати 8 илн.т нафти

( =880 кг/м , = 10^-4 м /с) в рік Розрахункове число днів роботи 350). Різниця нівелірних відміток початку та кінця трубопроводу = 55м , еквівалентна довжина місцевих опорів =1% від , надлишковий тиск, який створює кожна насосна станція, = 5,ЗМПа .

Визначити необхідне число насосних станцій та побуду­вати напірну лінію.

Відповідь: п = 4 .

Задача 9.6 Для підтримки пластового тиску при видобу­тку нафти в нагнітальну свердловину глибиною Н =2000 м

167

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

по насосно-компресорних трубах ( = 62 мм, = 0,5 мм , = 0,02Н ) закачується 300 м³ води за добу. Тиск на вибої = 25МПа . Визначити покази манометра на гирлі свердло­вини та корисну потужність.

Відповідь: = 6,1МПа , і =21,2 кВт .

Задача 9.7 Визначити втрати напору на тертя в трубі довжи-ною = 1км, діаметром =100мм при середній швид­кості течії рідини = 0,4 м/с. В'язкість =0,4x10^-4 м²/с .

Відповідь: = 5,2 м.

Задача 9.8 Визначити добову пропускну здатність само­пливного нафтопроводу діаметром = 203 мм і довжиною 10км. Густина нафти =900 кг/м³ в'язкість

= 1,46х10^-4 м²/с при = 50л/. Режим течії ламінарний.

Відповідь: =1090000 кг/добу.

Задача 9.9 Визначити витрату мазуту (густина

= 930 кг/м³ , умовна в'язкість Е = 15°) в трубопроводі діа­метром = 100лш, довжиною =1100 м. Позначка насоса = + 21м; позначка кінця труби = + 34 м. Тиск на викид­ній лінії насоса =3 кгс/см² , тиск в кінці трубопроводу = 1 кгс/см². Режим течії ламінарний.

Відповідь: =0,00169 м³/с.

Задача 9.10 Визначити необхідний тиск на початку горизонтального трубопроводу діаметром = 156 мм, довжи­ною = 20юи , якщо густина рідини =880 кг/м³, в'язкість = 1,09x10^-4 м²/с, масова витрата М = 1200000кг/добу , тиск в кінці трубопроводу =1,5 кгс/см²

168

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Відповідь: =2226870Па =2,2 МПа ..

Задача 9.11 Визначити втрату напору в трубопроводі ді­аметром =257 мм , довжиною =1000л м при =0,15 мм, якщо масова витрата нафти М = 200000 кг/год , густина наф­ти = 880 кг/м³ і в'язкість =0,276 х 10^-4 м²/с.

Відповідь: = 9 м.

Задача 9.12 Бензин ( =710 кг/м³ ; =6х10^-7 м²/с) подається через проміжну ємність в основну, дно якої лежить нижче осі насоса на = 5 м (рисунок 9.11). Витрата бензину = 50 л/с, діаметр труб =150 мм , їх еквівалентна шорсткість = 0,15 мм , довжини дільниць =200 м, =100 м, еквіва­лентна довжина місцевих опорів =5% від _l. Дихальні кла­пани підтримують в резервуарах сталий надлишковий тиск = 2 кПа , максимальна висота наливу = 6 м, покази ва­куумметра В на вході в насос =10 кПа .

Визначити максимальну потужність на валу насоса (к.к.д. насоса =0,75) та максимальний рівень бензину в проміжній ємності Н₁.

Рисунок 9.11

Відповідь: =9,05 кВт ; =6,6 м.

169

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Задача 9.13 Визначити максимальну витрату бензину Q яка може бути у всмоктувальному трубопроводі насоса бензо­колонки за умови відсутності кавітації перед входом в насос. Висота всмоктування = 4 м , розміри трубопроводу _l = 6 м , = 24 мм, граничний тиск бензину на вході в насос прийняти рівним тиску насиченої пари = 40 кПа. Режим течії рахувати турбулентним. Коефіцієнт опору приймального фільтра = 2 , коефіцієнт гідравлічного опору =0,03 , атмосферний тиск відповідає 750 мм рт.ст., густина бензину =750кг/м³ .

Відповідь: 0,0017м²/с.

Задача 9.14 Поршень діаметром =200 мм рухається рівномірно вгору в циліндрі, засмоктуючи воду з відкритого резервуара зі сталим рівнем (рисунок 9.12) Діаметр трубо­проводу = 50мм , довжина кожної із трьох її ділянок _l = 4 м :коефіцієнт опору кожного із колін = 0,5 , коефіцієнт гідра­влічного опору = 0,03.

Рисунок 9.12

Коли поршень знаходиться вище рівня в резервуарі на =2м, необхідна для його переміщення сила рівна =2350Н.

Визначити швидкість піднімання поршня і знайти, до якої висоти його можна піднімати з такою швидкістю

170

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

без небезпеки відриву від нього рідини, якщо тиск насиченої пари води =32 мм рт.ст., її густина = 995кг/м³

( = 30°С) і атмосферний тиск =740 мм рт. cт.

Вагою поршня, тертям його до стінки циліндра і втрата­ми напору в циліндрі нехтувати.

Відповідь: =0,212 м/с; = 4 м.

Задача 9.15 Визначити тиск на вході шестеренного на­соса системи змазування при подачі 60 л/хв масла при тем­пера турі t = 20°С (кінематична в'язкість масла =20 Cm, від­носна густина = 0,92 ).

Довжина стального всмоктувального трубопроводу _l = 5 м, його діаметр = 30 мм, шорсткість = 0,1 мм .

Вхідний переріз насоса розташований нижче вільної по­верхні в маслобаку на =2м. Як зміниться тиск перед насо­сом, якщо масло нагрівається до температури t =80°С ( =0,1Ст, =0,87)?

Місцеві втрати в трубопроводі прийняти рівними 10% від втрат на тертя по довжині.

Відповідь: =30 кПа , р = 10 кПа .

Задача 9.16 Сифонний трубопровід довжиною =44 м

повинен забезпечити витрату нафти ( =900 кг/ лг', =1 Cm) 1 л/с при напорі Н = 2 м .

1. Знайти необхідний діаметр трубопроводу, врахо­вуючи лише шляхові втрати напору на тертя.

2. Визначити допустиме перевищення перерізу над рі­внем у верхньому резервуарі, якщо цей переріз знаходиться на середині довжини трубопроводу, а вакуум не повинен пере­вищувати = 53кПа .

Відповідь: =55 мм, = 5 м .

Задача 9.17 Температура мазуту в трубопроводі діамет­ром = 150.чм та довжиною L =5км змінюється від t =10°С до t =30°С.

171