Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Трубопроводы делятся на короткие и длинные. В длинных трубопроводах потери напора по длине значительно больше местных потерь напора, а в коротких эти потери соизмеримы между собой. Ориентировочно считают при длине <50м трубопровод коротким, а при >100м длинным. При =50ч100м, в зависимости от соотношения потерь напора, трубопровод может быть длинным или коротким.
Короткие трубопроводы рассчитывают непосредственно по уравнению Бернулли с учетом потерь по длине и местных сопротивлений
(9.1)
Так как одной из величин искомых или заданных является Q, то 9.1 можно записать в виде (при ±=1)
где Н= Z + P/Бg - пьезометрический напор в расчетном сечении;
So - удельное сопротивление трубы, определяемое по формуле
(9.2)
При скоростях движения воды в трубе V<1,2 м/с удельное сопротивление So определяют по формуле
So= Soкв·и (9.3)
где и – поправочный коэффициент
|
V,м/с |
0,2 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
|
и |
1,41 |
1,11 |
1,06 |
1,03 |
1 |
Для труб диаметром Д, отличающимся от табличного расчетного значения Др, удельное сопротивление So определяют по формуле: So = Soкв·KД
|
Д/ Др |
0,95 |
0,99 |
1 |
1,02 |
1,05 |
|
KД |
1,29 |
1,05 |
1 |
0,91 |
0,78 |
KД - поправочный коэффициент
Длинные трубопроводы также по уравнению Бернулли, но с пренебрежением (ввиду их относительной малости) местными потерями напора и скоростными напорами. Для большей надежности местные потери напора учитывают, принимая расчетную длину трубопровода на 10% больше фактической. С учетом этого уравнение Бернулли принимает вид
HH – HK = ЈSo·Q2 · (9.4)
Для расчета длинных трубопроводов применяется также формула
;
где –пьезометрический уклон;
К – расходная характеристика, зависящая от диаметра и материала трубы и то скорости движения воды.
So =1/K2
Трубопроводы, имеющие параллельные ответвления с общими узловыми точками в их начале и конце (cм.IV,I) рассчитывают с учетом того, что потери напора по всем участкам одинаковы.
Расходы в ветвях
Q1 + Q2 + Q3 +….+ Qn = Q
; . . . . . . .; . . . . . . . .;
Потери напора для таких трубопроводов определяют как потери напора в одной их параллельных ветвей.
9.3. Если в начале трубопровода напор создается насосом, то мощность его
,кВт
Б в кг/м3; Q в м3/с
· - коэффициент полезного действия насоса;
Hнас = h+ЈSoQ2 - полный напор насоса, состоящий из геометрической высоты подъема
h =Hcв +ZK - ZH
(Hcв= PK/g - свободный напор в конце трубопровода) и суммы потерь напора на всасывающем и нагнетательном трубопроводах.
Общие потери напора в трубопроводах складываются из потерь по их длине и местных потерь. В зависимости от соотношения величин этих потерь различают короткие и длинные трубопроводы.
К коротким относятся трубопроводы малой длины с большим количеством местных сопротивлений, в которых местные потери соизмеримы с потерями напора по длине.
К длинным относятся трубопроводы, в которых местные потери напора пренебрежимо малы по сравнению с потерями напора по их длине. Как правило, местные потери в таком случае составляют менее 5% потерь по длине.
Примеры решения трубопроводов
Рассмотрим вначале простой трубопровод, состоящий из труб одного диаметра. При истечении в атмосферу (рис.9.1)
Уравнение Бернулли, записанное для сечений на поверхности воды в резервуаре и на выходе из трубы, имеет вид
Пренебрегая величиной , т.к. она очень мала по сравнению с другими членами уравнения, и обозначая Zo – Z = H, приводим уравнение Бернулли к виду
(9.1)
При истечении под уровень получим аналогично (рис.9.2):
По аналогии с первым случаем, пренебрегая величинами UA и UB, можно привести и это уравнение к виду
(9.2)
Формулы (9.1) и (9.2) тождественны между собой и гидравлические расчеты для обеих схем будут одинаковыми.
Определение зависимости суммарных потерь напора в трубопроводе от расхода называется гидравлической характеристикой трубопровода.
H = f(Q)
Рассмотрим теперь решение трех сформулированных ранее задач по расчету трубопроводов.
1. Требуется определить напор Н, необходимый для пропуска заданного расхода жидкости Q по трубопроводу длиной и диаметром d. Задача решается путем непосредственного использования формулы (9.1) с предварительным вычислением средней скорости
Тогда искомый напор будет
(9.3)
Определение коэффициентов » и ѕ в данной задаче не вызывает затруднений, т.к. число Re заранее известно.
2. Требуется определить пропускную способность или расход трубопровода Q, если известны напор Н, длина трубы и ее диаметр d. Задача решается с помощью формулы (9.3), согласно которой
(9.4)
т.к. коэффициенты » и ѕ являются функциями числа Re, которое связано с неизвестным и искомым здесь расходом Q, то решение находим методом попыток, полагая в первом приближении существование квадратичного закона сопротивления, при котором коэффициенты » и ѕ не завися от числа Re.
3. Требуется определить диаметр трубопровода d при заданных расходах Q, длине трубопровода и напоре Н. Здесь также используем формулу (9.4), но встречаемся с затруднениями в вычислениях, т.к. не только неизвестно число Re, но по отношению к искомому диаметру d мы получаем уравнение высших степеней. В связи с этим, решаем задачу методом попыток, полагая в первом приближении наличие квадратичного закона сопротивления, при котором коэффициент » является функцией только диаметра.
Задаваясь рядом значений диаметра d1, d2, ….dn и вычисляя ряд значений расхода Q1, Q2, ….Qn, строим график Q = f( d ) (рис.9.3), из которого определяем диаметр, отвечающий заданному расходу.
КОРОТКИЙ ТРУБОПРОВОД
Рассмотрим короткий трубопровод с местным сопротивлением, присоединенным к резервуару, заполненному жидкостью. Истечение жидкости в атмосферу из трубопровода длиной l и диаметром d происходит под постоянным напором H ( рис. 49 ).
Рис. 49
При заданных длине l и диаметре трубопровода d необходимо определить скорость движения жидкости v и расход Q.
Составим уравнение Бернулли для сечений 1 и 2. При этом считаем, что и .
или
,
где hw - суммарные (местные и по длине) потери напора между сечениями 1 и 2, которые можно представить в виде зависимости
,
где
.
Формулу можно записать в следующем виде
.
Отсюда найдем скорость истечения
,
где j - коэффициент скорости.
Расход, пропускаемый коротким трубопроводом
.
Сифонный трубопровод
Сифонный трубопровод составлен из трех труб, приведенные длины которых L1 50 м, L2 100 м, L3 150 м и диаметры dx 75 мм, dz 50 мм, da 75 мм. [1]
Сифонный трубопровод, часть которого расположена над уровнем в питающем его открытом резервуаре ( фиг. [2]
Сифонный трубопровод составлен из трех труб, приведенные длины которых Lt 50 м, L2 100 м, 13 150 м и диаметры dx 75 мм, t / 2 50 мм, d3 75 мм. [3]
Сифонный трубопровод должен ( иметь достаточное сечение для выпуска всего объема сэленой воды, поступающей вместе с ефтью. Иногда-вместо сифонных труб устанавливаются автоматические лапаны, но они не всегда оказываются пригодными вследствие коррозийного действия соленой воды. Баки-пушки обычно имеют многочисленные краники для отбора проб и смотровое стекло для наблюдения за уровнем воды и ефтав. [4]
Сифонные трубопроводы используют широко, например в качестве водосбросов гидротехнических сооружений, для слива нефтепродуктов из цистерн, опорожнения водоемов, при прокладке водоводов через возвышенности и др. Для приведения сифона в действие его необходимо предварительно заполнить жидкостью. При надлежащей плотности стыков труб сифон продолжает работать как трубопровод и обеспечивает бесперебойное перетекание жидкости из одного сосуда в другой. [5]
Сифонные трубопроводы имеют весьма широкое применение на практике. [6]
Сифонный трубопровод составлен из трех труб, приведенные длины которых Lt - 50 м, Lz 100 м, L3150 м и диаметры dt75 MM, d2 50 мм, с. [7]
Сифонный трубопровод составлен из трех труб, приведенные длины которых Lt 50 м, L2 ЮО м, Ls 150 м и диаметры dt 75 мм, d2 50 мм, d3 - 75 мм. [8]
|
Сифонный трубопровод. |
Сифонным трубопроводом или просто сифоном называют такой короткий трубопровод, часть которого находится выше уровня жидкости в питающем резервуаре и поэтому работает под вакуумом. [9]
Сифонным трубопроводом ( сифоном) называется трубопровод, часть которого располагается выше уровня откачиваемой жидкости в емкости. [10]
|
Перевальная точка. |
Сифонным трубопроводом называется трубопровод, часть которого располагается выше уровня откачиваемой жидкости в емкости. Сифонные трубопроводы используются при верхнем сливе маловязких нефтепродуктов через горловину железнодорожных цистерн. [11]
Сифонным трубопроводом или сифоном называется трубопровод, часть которого находится под разрежением. [12]
|
График остаточных напоров и вакуумов. |
Сифонным трубопроводом ( сифоном) называется трубопровод, часть которого располагается выше уровня откачиваемой жидкости в емкости. В условиях нефтебазы сифон имеется при сливе нефтепродуктов через верхний колпак железнодорожных цистерн. [1]
Сифонным трубопроводом ( сифоном) называется такой самотечный трубопровод, часть которого располагается выше уровня жидкости в сосуде ( резервуаре), из которого происходит подача жидкости. Простейшая схема сифонного трубопровода может быть представлена в виде изогнутой, опрокинутой U-образной трубы, соединяющей два сосуда А и В ( рис. 174), в которой за счет существования разности уровней Az происходит движение жидкости из верхнего сосуда в нижний. [2]
|
Сифонный трубопровод. |
Сифонным трубопроводом ( сифоном) называется такой самотечный трубопровод, часть которого располагается выше резервуара, из которого происходит откачка жидкости. Простейшая схема сифонного трубопровода представлена на рис. 3.8. Если на участке ABCD создать вакуум, то под действием атмосферного давления жидкость из верхнего сосуда поднимется по трубе до точки D и начнет переливаться в нижний сосуд. Действие сифона обусловливается разностью высот уровней а-а и Ъ - Ь, равной Az. Поскольку сифонный трубопровод работает под разрежением, то это может вызвать выделение из нефти газов, а при значении остаточного давления меньше давления насыщенных паров нефти - кипение жидкости. [3]
Если сифонный трубопровод является разветвленным, питаемым от нескольких источников, гидравлический расчет производят как для обычного разветвленного трубопровода и особых трудностей здесь не возникает. [4]
Существуют сифонные трубопроводы двух типов. [5]
Если сифонный трубопровод представляет собой разветвленный трубопровод, питаемый из нескольких источников, гидравлический расчет производится на основании соображений, изложенных в § 70, о расчете разветвленных трубопроводов и также не представляет особых трудностей. [6]
У сифонного трубопровода часть труб располагается выше уровня жидкости в резервуаре, из которого ведется слив ( забор) жидкости. Эти обстоятельства необходимо строго учитывать при проектировании сооружений и реконструкции нефтебаз. [7]
Ось сифонного трубопровода в сечении 3 - 3 расположена на Д2 3 м выше уровня воды в водоеме А. [8]
По сифонному трубопроводу движется жидкость ( рис. 3.7) со скоростью и 2 6 м / с. [9]
По сифонному трубопроводу движется жидкость ( рис. 3.7) со скоростью V 3 4 м / с. [10]
По сифонному трубопроводу из скважины в сборный коллектор должна подаваться вода в количестве 5 л / сек. [11]
По сифонному трубопроводу из верхнего открытого резервуара в нижний открытый резервуар должна подаваться вода, температура которой 20 С. [12]
По сифонному трубопроводу, для которого задан напор / / - 6 м, необходимо подавать расход воды Q 50 л / сек при условии, чтобы вакуум в трубопроводе не превосходил 7 м ст. воды. [13]
С сифонным трубопроводом второго типа приходится сталкиваться при прокладке трубопроводов систем водоснабжения по пересеченной местн-ости. При отсутствии разбора воды по пути пьезометрическая линия представляет собой пря-мую, соединяющую уровни воды в резервуарах. На участках трассы, где трубопровод, проложенный параллельно поверхности местности, окажется выше пьезометрической линии, он будет работать как сифон. В сифонах целесообразно предусматривать устройства по удалению скапливающегося воздуха, который выделяется из воды. [14]
Так как сифонный трубопровод расположен над уровнем жидкости, находящейся в сосудах А и Б, давление в нем меньше атмосферного. Поэтому наиболее важной задачей при его расчете является нахождение максимально допустимой высоты Л2 при известных размерах трубопровода и напора Я. С увеличением высоты Л2 уменьшится давление в трубе и, если оно достигнет давления парообразования, наступит кавитация, сплошность потока нарушится, жидкость перестанет течь. [1]
|
Расчетная схема определения гидравличе. |
Нормальность работы сифонных трубопроводов может быть проверена графо-аналитическим методом, который заключается в построении графика остаточных напоров. [2]
При расчете сифонных трубопроводов необходимо иметь в виду, что в верхних точках их, где давление значительно меньше атмосферного, из нефтепродуктов могут выделяться растворенные газы, объем которых вследствие небольшого давления может быть значительным. [3]
Гидравлический расчет сифонных трубопроводов принципиально ничем не отличается от расчета обычных трубопроводов. [4]
Нормальная работа сифонных трубопроводов в случае нарушения условия hochs возможна путем создания дополнительного подпора с помощью эжектора. [5]
Нормальная работа сифонного трубопровода возможна при условии, когда остаточное давление в любой его точке больше давления насыщенных паров сливаемого нефтепродукта при температуре перекачки. В противном случае нарушается сплошность потока нефтепродукта. [6]
Второй тип сифонных трубопроводов встречается в практике водоснабжения при прокладке трубопроводов по пересеченной местности. Допустим, что на пути подачи воды из верхнего резервуара А к нижнему В ( или к потребителю) встречается возвышенность ( рис. VIII. При отсутствии разбора воды по пути пьезометрическая линия представляет прямую, соединяющую уровни воды в резервуарах. Обычно трубопроводы прокладывают так, чтобы превышение трассы z ( рис. VIII. В сифонах целесообразно предусматривать устройства по удалению скапливающегося воздуха, который выделяется из воды. [7]
|
Схема работы эжектора.| Варианты технологических схем эженторного слива. |
Нормальная работа сифонных трубопроводов в случае нарушения условия Ро Ру возможна путем создания дополнительного подпора с помощью эжектора. [8]
Гидравлический расчет сифонных трубопроводов принципиально ничем не отличается от расчета обычных трубопроводов. [9]
Гидравлический расчет сифонного трубопровода делят на два этапа: сначала определяют предполагаемый расход, а затем проверяют выполнение условий его работоспособности. [10]
Давление в сифонных трубопроводах проверяют также по обычным уравнениям гидравлики. [11]
Движение жидкости в сифонном трубопроводе происходит под действием атмосферного давления при условии, что в высшей точке сифона возникает вакуум. Для возникновения вакуума в наивысшей точке сифона необходимо предварительно весь трубопровод заполнить жидкостью. Для этого сначала закрывают отверстия с обоих концов и в верхней точке заполняют трубопровод жидкостью. Затем закрывают отверстие, через которое производится заполнение жидкостью, и одновременно открывают концевые отверстия трубопровода. В верхней части сифона образуется вакуум, и жидкость поступает из верхнего резервуара, выливаясь в нижний. [12]
Проверка давления в сифонных трубопроводах также осуществляется по обычным уравнениям гидравлики. Давление в любом сечении, например в сечении к-х ( см. рис. 174), может быть определено путем составления уравнения Бернулли для этого сечения и сечения, совпадающего со свободной поверхностью жидкости в сосуде А. [13]
Для того, чтобы сифонный трубопровод начал работать, его надо предварительно заполнить жидкостью. [1]
|
Сифонный трубопровод. |
В остальном гидравлический расчет сифонных трубопроводов не отличается от расчета обычных напорных трубопроводов. [2]
Из открытого резервуара по сифонному трубопроводу ( рис. 11.20) вытекает вода, определить: а) при каком расстоянии ZL мс. [3]
Вода из скважины по сифонному трубопроводу подается в сборный колодец. [4]
Для ограничения вакуума в сифонном трубопроводе на его нисходящей ветви установлен гидравлический затвор в виде прямоугольного водослива с тонкой стенкой. [5]
Вода подается в водоприемник по длинному железобетонному сифонному трубопроводу длиной L 2 км, диаметром d 500 мм, с отметкой наивысшей точки сифона В - - 15м ( рис. IV. Определить, в каких пределах будет изменяться максимальная пропускная способность сифона при колебании отметки уровня воды в водохранилище в диапазоне Л 11 ч - 13м, если: а) наивысшая точка сифона расположена на расстоянии 1г 0 8 км от его начала; б) / х я; 1 4 км; в) / г 2 км. [6]
Для ограничения величины вакуума в сифонном трубопроводе на его нисходящей ветви установлен гидравлический затвор в виде прямоугольного водослива с тонкой стенкой. [7]