Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Расчет сложных трубопроводов
Параллельное соединение трубопроводов.Трубопровод Рис. 2.25. Схема параллельного соединения трубопроводов Основная задача для этого случая: определить и потери напора на участке . Поскольку напор в точках А и В общий для всех ветвей, то потери напора для всех ветвей будут одинаковыми Запишем потери напора для первой ветви: Аналогично для других ветвей: (2.72) Всего имеем n уравнений (по числу веток трубопровода). Но в этих уравнениях число неизвестных n + 1. Ещё одно уравнение получим, записав постоянство расхода для основного трубопровода и суммарного расхода в зоне ветвей: . (2.73) Из системы уравнений (2.72) определим все расходы через : (2.74) Решая совместно уравнения (2.73) и (2.74), получим: откуда расход первой ветви : (2.75) Уравнение (2.75) позволяет определить все неизвестные величины. По уравнениям (2.74) находим , а по (2.72) – . Приведенное решение задачи предполагает использование квадратичного закона сопротивлений. Непрерывная раздача расхода по пути. Рассмотрим непрерывную раздачу расхода на некотором участке трубопровода AB длиной l Рис. 2.26. Схема непрерывной раздачи расхода по пути Основная задача – определение потери давления на этом участке Dp. Точное решение задачи связано с теорией движения жидкости Обозначим: – общий расход до раздачи; – транзитный расход после участка раздачи; q – удельный расход (это расход на единицу длины); – сбросный расход на участке АВ. Тогда имеем:
В сечении n–n на расстоянии х от узла А расход равен: (2.76) Запишем уравнение Бернулли для участка длиной dx Считаем, что dz и по сравнению с остальными членами уравнения незначительны, а потеря напора Dh определяется (2.77) Здесь Тогда получим: (2.78) Пределы интегрирования: по давлению от до , длине от до : (2.79) Проводя интегрирование и имея в виду, что , , получим: или (2.80) В частном случае, если получим: (2.81) (в 2.80 – делить на 3). Эта формула показывает, что в случае полной непрерывной раздачи расхода из трубопровода потеря давления в три раза меньше того, который имел бы место при отсутствии раздачи, т.е. при полном транзите. По полученной зависимости определяем или Dp, или . Кольцевой трубопровод. Схемы кольцевых трубопроводов представлены на рис. 2.27. Основной расчетной задачей является определение необходимого напора Н в условиях, когда заданы расходы
а) б)
Рис. 2.27. Схемы кольцевых трубопроводов: а – с двумя узловыми точками; б – общий случай
Рассмотрим простейший случай а – с двумя узловыми точками расхода и . Трудность заключается в том, что на участке 1–2 неизвестно направление движения жидкости. Если , то , , точка схода 2. Если , то , , точка схода 1. В любом случае потери напора от точки А до точки схода одинаковы по обоим направлениям: (2.82) Уточняем направление на участке 1–2. Для этого воспользуемся уравнением Дарси – Вейсбаха. Предположим, что местные гидравлические сопротивления незначительны. Тогда имеем: Здесь – площадь живого сечения трубопровода. Если , то от , точка схода 1. Если , то от , точка схода 2. Пусть точка схода 2. Тогда можно записать:
или (2.83) Здесь , . По уравнению (2.83) определяем значение . Далее запишем уравнение Бернулли для сечения 0–0 и точки схода 2: (2.84) Здесь , – определяется по полному расходу для всей системы, – по . Для общего случая б алгоритм расчета такой же. Где-то надо разорвать кольцо, предположим в сечение х–х, и необходимо проверить потери напора: . (2.85) Остальное по аналогии с а. Разветвленная сеть трубопроводов(рис. 2.28). Предположим, Необходимо найти потребный напор Н, обеспечивающий работу всей системы. Начнем с определения магистральной линии. Потребный напор сети определяется как полная потеря напора Рис. 2.28. Схема разветвления трубопровода Предположим, что магистральная линия 0 – А – В – С – D – n. Запишем уравнение Бернулли для сечений 0 и n: (2.86) Будем считать, что на отдельных участках 0А, АВ и т.д. трубопроводы постоянного диаметра, коэффициент гидравлического сопротивления l учитывает и местные потери напора. Рассмотрим участок 0А. Расход Принимая скорость в пределах , задаемся d По формуле Дарси – Вейсбаха находим : (2.87) Аналогично определяем потери напора на отдельных участках. Таким образом, по формуле (2.86) находим потребный напор для системы Н. Определяем напор в точках ответвления. Точка А: . Находим HA. Точка В: . Находим HB и т.д. Для остальных точек ответвления аналогичны. Рассмотрим ответвление, например А1. Для начала и конца ответвления запишем уравнение Бернулли: (2.88) Из формулы (2.88) находим и далее определяем необходимый диаметр трубы на ответвлении А1. Остальные участки анализируются аналогично. Для разветвленных трубопроводов возможны и другие задачи.
Сифонный трубопровод
Сифонным трубопроводом называется такой трубопровод, часть которого располагается выше уровня жидкости в сосуде, из которого происходит подача жидкости. Сифон работает самотечно, над вакуумом (рис. 2.29). Движение жидкости в сифоне происходит за счет разницы высот уровней сосудов А и В:
Рис. 2.29. Схема сифонного трубопровода
Наличие вакуума в трубопроводе вызывает выделение растворенного в жидкости газа, а при значительном вакууме может привести При расчете сифона сначала определяют его расход, затем проверяют на работоспособность. Итак, определяем расход сифона. , С другой стороны, определим с помощью уравнений Дарси – Вейсбаха: Далее, переходя к расходу , найдем: (2.89) Проверяем работоспособность сифона. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1–1 и х–х (наивысшее живое сечение сифона): (2.90) Из уравнения (2.90) найдем : (2.91) Давление насыщенного пара жидкости зависит от температуры, |
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 222. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |