6.2. Расчет сложных трубопроводов

Сложные трубопроводы состоят из системы труб (сети), подающей жидкость сразу в несколько точек. Сеть может быть разветвленной, разомкнутой или замкнутой.

Гидравлический расчет трубопроводных сетей с учетом меняющегося во времени расхода в соответствии с производственными требованиями эксплуатации представляет очень сложную задачу. Рассмотрим следующие основные схемы сложных трубопроводов: параллельное соединение, трубопроводы с непрерывной раздачей расхода по пути, простую разветвленную сеть и кольцевой трубопровод. Предполагается, что у трубопроводов большая длина и работают они в области квадратичного закона сопротивления.

6.2.1. Параллельное соединение трубопроводов

Трубопровод в точке А разветвляется на несколько труб, которые затем вновь объединяются в точке В; расход Q основного трубопровода до деления и после объединения труб один и тот же (рис.6.4).

Рис.6.4. Параллельное соединение трубопроводов.

Задача расчета состоит в том, чтобы определить расходы в отдельных ветвях системы Q₁, Q₂, …, Q_n, а также потери напора между точками А и В. При этом известными величинами считаются: Q – общий расход, диаметры и длины параллельных труб (d₁, d₂, …, d_n; ).

Потери напора в любой трубе ответвления одинаковы, т.к. в обеих крайних точках разветвления имеется один и тот же напор Н₁ и конечный Н₂, т.е.

. (6.19)

Для первой ветви можно записать

(6.20)

Аналогично для других ветвей

(6.21)

Или

В данной системе содержится n уравнений, включающих (n+1) неизвестное. Для решения данной системы дополним ее еще одним уравнением – уравнением расхода

Q=Q₁+Q₂+…+Q_n . (6.22)

Решение системы уравнений проводим следующим образом. Выражаем все расходы, начиная с Q₂, через Q₁