Алгоритм расчета трубопровода. Построение характеристик трубопровода.

Понятие о нестационарном движении жидкости в трубопроводе. Гидравлический удар в трубопроводе.

Алгоритм расчета трубопровода. Построение характеристик трубопровода.

Гидравлический расчет трубопровода рекомендуется производить по определенному алгоритму:

1. Производится изучения реальной схемы трубопровода, составляется принципиальная схема трубопровода и наносится известные параметры и характеристики, необходимые для выполнения расчета.

2. Составляется уравнение Д.Бернулли для схемы трубопровода:

Значения напора Н и могут быть заранее заданы или определены при расчете.

3. Составляется уравнение для определения потерь напора в трубопроводе:

или через расход

4. При известных скоростях движения жидкости или расходе жидкости определяется число Рейнольца, чтобы точно рассчитать коэффициент трения Дарси (𝜆):

4.1. Если Re≤2320, то режим течения ламинарный и коэффициент Дарси определяется по формуле:

4.2. Если Re>2320, то режим течения соответствует I-ой переходной зоне или турбулентный, коэффициент Дарси определяется по формуле Альтшуля:

Если эквивалентная шероховатость не задана, то ее можно выбрать из гидравлических таблиц. Величину коэффициента можно уточнить по графику.

5. При известных геометрических параметрах трубопровода и характеристик определяются потребный напор и потери потребного напора:

6. Если расход жидкости в трубопроводе не задан, то его можно рассчитать:

Составляется система уравнений:

- для последовательного соединения трубопроводов:

- для параллельного соединения трубопроводов:

7. Если расход жидкости по ветвям сложного трубопровода неизвестен, а по числу Re установлено , что режим течения ламинарный и при этом известен расход жидкости до разветвления, то потери напора можно определить по формуле:

8. Если все параметры трубопровода, кроме расхода жидкости известны, то необходимо решить систему уравнений относительно расходов.

9. Если аналитически решить систему уравнений не удается из-за неизвестности режима течения и неопределенности коэффициента сопротивления (𝜆), то расход жидкости можно определить графически.

Для расчета составляется таблица.

Q	Ветвь 1-2	Ветвь 2-3
Re	Режим течения	𝜆		Re	Режим течения	𝜆
0,3Q 0,6Q 0,9Q Q

10. По заданным значениям расхода жидкости Q строятся графики или для каждой ветви сложного трубопровода и затем суммарную характеристику трубопровода.

Практическая задача гидравлического расчета трубопровода и построения характеристик трубопровода.

Задача

Центробежный насос откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем Н по трубопроводам 1 и 2 с размерами и . Эквивалентная шероховатость поверхности труб ∆э, плотность воды ρ=1000 , кинематический коэффициент вязкости ν=0,01 , насос установлен на высоте a=1 м относительно уровня земли.

Характеристики насоса представлены следующими параметрами:

Q,
М		47,5	48,5							22,5
	-	-	8,2		7,6		6,6		5,5	4,75

При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений на всасывающей линий

Требуется определить:

1. На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q?

2. Вакуумметрическую высоту всасывания при входе в насос , выраженную в метрах водяного столба (м.в.ст.).

3. Максимальную допустимую геометрическую высоту всасывания при заданном расходе.

Дано: Н=20м; l₁=7м; l₂=30 м; d₁=125 мм; d₂=100 мм; ∆э=1,5 мм; Q=17 ; ρ=1000 ; ν=0,01 ; a=1 м;; .