. Определение необходимого напора давления в начале трубопровода для обеспечения заданного расхода жид

Работа добавлена на сайт samzan.net:

47.Гидравлический расчет простого трубопровода.

При гидравлическом расчете простого трубопровода могут возникнуть следующие типовые задачи:

1.  Определение необходимого напора (давления) в начале трубопровода для обеспечения заданного

расхода жидкости.

2. Определение расхода жидкости при заданных напорах в начале и конце трубопровода.

3. Определение минимально необходимого диаметра трубопровода при заданном расходе и известных

напорах по концам трубопровода.

                                                                                            

Задача первая. Требуется определить напор в начале трубопровода, чтобы обеспечить заданный расход жидкости Q по трубопроводу с известными параметрами. Уравнение Бернулли, записанное для сечений на поверхности жидкости в резервуаре /—1 и на выходе из трубы 2—2 (рис.1, а), имеет вид

Пренебрегая величиной в виду ее малости по сравнению с другими    членами    уравнения    и    обозначая

разность высот , получим уравнение Бернулли в виде

где V— скорость движения жидкости в трубопроводе; P1 и P2 — абсолютные давления.

Начальный искомый напор равен сумме

По заданному расходу, характеристикам жидкости () и трубопровода (I,d,) находят значения v и числа Re, а также значение относительной шероховатости, определяют режим течения, область течения и выбирают соответствующую формулу для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления .

Аналогично решается задача, когда происходит перетекание жидкости из одного резервуара в другой (рис.1, б). Для определения необходимого напора составляется уравнение Бернулли для сечений 1—1 и 2—2 на поверхностях жидкости в резервуарах. Получаем

Необходимый напор в начале трубопровода равен

Во многих случаях источником энергии для перекачки жидкости является насос. Для определения необходимого напора, создаваемого насосом в начале нагнетательной линии (рис.1, в), составляется уравнение Бернулли для сечений 1—1 в начале этой линии и для сечения 2—2 на свободной поверхности жидкости в резервуаре. Принимая плоскость сравнения, проходящую через центр первого сечения, получаем

Из этого выражения может быть найдено давлениеm P1, которое должен создавать насос. По найденному давлению и требуемому расходу можно выбрать соответствующий насос для перекачки жидкости. Следует отметить, что в большинстве случаев скоростным напором можно пренебречь ввиду его малости по сравнению с другими членами уравнения Бернулли.

Задача вторая. Определение расхода жидкости заданных при остальных параметрах перекачки жидкости по трубопроводу. Рассмотрим схему подачи жидкости (см. рис.1, а) в трубопровод из напорной емкости. Необходимо определить расход жидкости, что равносильно нахождению скорости движения жидкости в трубопроводе, которая входит в уравнение Бернулли.

Составим уравнение Бернулли для сечений 1—1 и 2—2, пренебрегая скоростными напорами:

                 (1)

В этой формуле левая часть может быть определена по известным данным задачи. Значение скорости, а

значит и расход можно было бы найти, если есть возможность найти члены, входящие в скобки

выражения (1). В общем случае при режимах течения, отличающихся от квадратичного,коэффициенты гидравлического сопротивления  и местного сопротивления  зависят от числа Re, а значит и от V, авид этой зависимости заранее неизвестен. Возможны два способа решения такого типа задач: аналитический и графоаналитический.

Аналитически задача может быть решена в тех случаях, когда до начала расчета можно предсказать

режим течения, а значит и вид зависимости  от Re. Так, если предположить, что режим течения будет ламинарным, то коэффициент гидравлического сопротивления определится по формуле = 64/Re, а значения  находят по справочнику. После подготовки значений этих коэффициентов в уравнение (1) находят скорость V, а затем расход. Аналогично решается задача, если предполагаемый режим является квадратичным. В каждом из этих случаев требуется проверка предполагаемого режима течения, т.е. необходимо, чтобы при ламинарном течении Re < 2300, а в квадратичной зоне — Re > 500 d/. Если предположение не подтвердилось, то задачу решают методом последовательных приближений, задавая в первом приближении значение расхода Qi, находят величину потерь hi,- и сравнивают с потерями  напора для  заданного трубопровода, равными . Если полученное значение hi, оказалось больше чем Hтр, то расход Qi уменьшают, а если меньше то следующее значение Qi, увеличивают, последовательно приближая получаемое значение hi к вычисленному Hтр.

Графоаналитический метод требует построения характеристики трубопровода Q-h (зависимости потерь

напора от расхода) с помощью которой определяют расход Qo.

Для построения характеристики трубопровода даются рядом произвольных значений расхода жидкости Q1, Q2,... Qn и по ним определяются потери напора h1, h2 ,..., hn в трубопроводе, как было изложено в первой задаче. Затем по выбранным расходам и соответствующим им потерям напора строим график

зависимости Q-h для данного трубопровода (рис.2). Для найденных потерь Hтр по графику определяем соответствующий им расход жидкости Q0. При решении задачи методом последовательных приближений или графоаналитическим требуется большое число вычислений, что наиболее рационально проводить с использованием ЭВМ.

Задача третья. Определение минимально необходимого диаметра

трубопровода для обеспечения заданного расхода Q при известном

напоре в трубопроводе Hтр. Эта  задача  может  быть решена, как и

в предыдущем случае аналитически, методом последовательных

приближений или графоаналитически.

В последних двух случаях задаются рядом значений диаметров di и, зная Q, вычисляют потери напора hi.В методе последовательных приближений сравнивают получаемые значения потерь напора с

заданными по условию задачи, добиваясь их близкого совпадения. В графоаналитическом методе строится зависимость потерь напора от диаметра (рис.3), а затем отложив по оси ординат предварительно вычисленные потери напора на оси абсцисс находят минимально необходимый диаметр d0. Если диаметр, определенный с этого графика, отсутствует в сортаменте, то берется ближайший большой диаметр. Рассмотрим случай последовательного соединения труб. Если трубопровод состоит из нескольких последовательно соединенных участков труб различного диаметра и различной длины (рис. 4), то задачи решаются изложенными способами.  При этом полные потери напора на всем протяжении трубопровода определяются как сумма потерь на трение на отдельных участках и местных сопротивлений:

                       (2)                                                                             а расход жидкости на каждом из участков одинаков Q=Q1=Q2=...=Qn

Равенство (2  выражает собой принцип наложения потерь (принцип суперпозиции).

Принцип наложения может быть использован лишь в том случае, если расстояние между имеющимися местными сопротивлениями достаточно больше. Как показали опыты, если l/d=30-40,где l-расстояние между местными сопротивлениями, d — диаметр трубопровода, то взаимное влияние местных сопротивлений мало и в этом случае можно пользоваться соотношением (2).                                              Если требуется найти расход в последовательно соединенном трубопроводе при задаваемых значениях напора в начале и конце трубопровода, то в качестве расчетного служит

1. 1Технологией программирования называют совокупность методов и средств используемых в процессе разработки
2. Контрольная работа по дисциплине- Проблемы квалификации преступлений
3. 62 Максимальное разрешение 3888 x 2592 Тип матрицы CMOS
4. Формирование ролевой игры у умственно отсталых детей дошкольного возраста в условиях детского сада
5. Лекция по теме Следственные действия выполнена профессором д.
6. Шадринский государственный педагогический институт Специальность Юриспруденция ~ уголовное право1
7. Разложение периодических сигналов в ряд Фурье ЙошкарОла 2010 Теорет
8. Психологический портрет молодого современника как объект научного познания
9. і. Відпрацьовані гази надходять у випускний трубопровід збільшеного об~єму й подаються з нього в газову тур.1
10. тематического моделирования 010501
11. Образование США и их экономическое развитие в 19 веке
12. тема
13. РЕФЕРАТдисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук Київ ~ Дис
14. ls sie vernhm d~ er zu Tisch s~ im Hus des Phris~ers brchte sie ein Gls mit Slb~l und trt von hinten zu seinen F~~en weinte und fing n seine F~~e mit Tr~nen zu benetzen und mit den Hren
15. друг пойдем вместе
16. Вивчення пейзажного жанру на уроках образотворчого мистецтва у початковій школі
17. месяцев. Я высаживаю своего малыша с рождения
18. Прогноз долгосрочной конкурентной позиции компании как основа принятия стратегических решений
19. splio 15 d Ptvirtinu kd ~teikims drbs ldquo;Prezidento instituto JV ir Lietuvoje lyginimsrdquo; yr- tlikts svrnkiki ir n~r pteikts kitm kursui ime r nkstesniuose semestruo
20. тематики иностранных языков г

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе