37.Гидравлический расчет простых и сложных трубопроводов. Простой трубопровод постоянного сечения

Трубопровод называют простым, если он не имеет ответвлений. Простые трубопроводы могут быть соединены между собой так, что они образуют последовательное соединение, параллельное соединение или разветвленный трубопровод. Трубопроводы могут бытв слож­ными, содержащими как последовательные, так и параллельные соединения или ветви разветвления.

Жидкость движется по трубопроводу благодаря тому, что ее энергия в начале трубопровода больше, чем в конце. Этот перепад (разность) уровней энергии может быть создан тем или иным спосо­бом: работой насоса, благодаря разности уровней жидкости, давле­нием газа.

Рис. 1.91. Схема простого трубопровода

Пусть простой трубопровод постоянного сечения расположен произвольно в пространстве (рис. 1.91), имеет общую длину I и диаметр d и содержит ряд мест­ных сопротивлений. В начальном сечении (1 — 1) геометрическая высота равна z₁, и избыточное давление Р₁, а в конечном (2 — 2) соответственно z₂ и р₂. Скорость

потока в этих сечениях вследствие постоянства диаметра трубы оди­накова и равпа v.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1 — 1 и 2 — 2. Считая α₁ = α₂ и исключая скоростные напоры, получаем

Z₁+p₁/(pg)=z₂+p₂/(pg)

Или

p₁/(pg)=z₂- z₁+p₂/(pg)+£h

Пьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения (1.138) назовем потребным напором Нпотр. Если же эта высота задана, то будем называть ее располагаемым напором Н_расп.Как видно из формулы, этот напор складывается из геометрической высоты ∆_z = z₂ — z_1, на которую поднимается жидкость в процессе движения по трубопроводу, пьезометрическое высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе.

Сумма двух первых слагаемых ∆_z + р₂/( pg) есть статический напор, и его можно представить как некоторую эквивалентную гео­метрическую высоту Н_ст подъема жидкости, а последнее слагаемое £h — как степенную функцию расхода, тогда

H_потр=H_ст+£h= H_ст+KQ^m (*)

Где величина К, называемая сопротивлением трубопровода, и показатель m имеет разные значения в зависимости от режима течения.

38.Соединения трубопроводов. Трубопроводы с концевой раздачей

1.последовательное соединение трубопроводов: Расход Q₁=Q₂=Q₃=соnst

С уммарная потеря напора ∑h _M-N=∑h₁+∑h₂+∑h₃

2.параллельное соединение

Р асход в общей

магистрали Q=Q₁+Q₂+Q₃

Суммарная потеря напора ∑h₁=∑h₂=∑h₃

Основной задачей проектирования трубопровода с концевой раздачей является определение размеровветвей (обычно — их диаметры) так, чтобы при заданных напорах в резервуарах обеспечить подачу из верхнего резервуара ) в нижние резервуары 2 и 3 заданных расходов жидкости.

39.Трубопроводы с насосной подачей жидкости. Гидравлический удар

Трубопровод с насосной подачей может быть разомкнутым, т. с. таким, по которому жидкость перекачивается из одной емкости в другую рис 1а

или замкнутым (кольцевым), в котором циркулирует одно и то же количество жидкости рис 2.

Рассмотрим разомкнутый трубопровод, по которому насос перекачивает жидкость, например, из нижнего резервуара с давлением р_о в другой резервуар с давлением р₃. Высота расположения оси насоса относительно нижнего уровня Н₁ называется геометрической высотой всасывания, а трубопровод, по которому жидкость поступает к насосу, всасывающим трубопроводом, или линией всасывания. Высота расположения конеч­ного сечения трубопровода, или верхнего уровня жидкости H₂, называется геометрической высотой нагнетания, а трубопровод, по которому жидкость движется от насоса, напорным, или линией нагнетания.

Уравнение Бернулли для потока жидкости во всасы­вающем трубопроводе, т. е. для сечепий 0—0 и 1—1 (принимая α= 1)

P_o/pg=H₁+ (P₁/pg)+(V²₁/2g)+£h _{пот 0-1} (1)

Уравнение (1) является основным для расчета всасывающих трубопроводов. Оно показывает, что процесс всасывания, т. e. Подъем жидкости на высоту H_1, сообщение ей кинетической энергии и пре­одоление всех гидравлических сопротивлений происходит за счет использования (с помощью насоса) давления р₀

Гидравлический удар –резкое увеличение давления,возникающее в напорном трубопроводе замкнутого типа при резком изменении скорости движения в трубах при внезапном торможении потока рабочей жидкости.v =0; , вся кинетическая энергия превращается в энергию давления.Этот процесс скоротечен и характеризуется резкими скачками давлений.Вызывают деформирование и даже разрыв трубопровода.Чаще всего возникает при резком закрытии задвижки, при этом ударная волна движется в ту и другую сторону по амплитуде. Процесс затухающий.