ДЛИННЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ.

СИФОННЫЙ ТРУБОПРОВОД.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР

(данные для решения задач 31 – 40 приведены в табл. 2.6)

Задача 31. (Рис. 4.1). От пункта А проложена водопровод­ная сеть: с последовательным и параллельным соединениями стальных, бывших в эксплуатации, трубопроводов, к двум во­доемам на разных отметках и постоянной разницей уровней Н. Вода подастся из одного водоема в другой посредством сифо­на с углами поворота α и β, выполненного из стального тру­бопровода диаметром d. От нижнего водоема отходит сталь­ной трубопровод длиной L и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. На последнем участке последовательного соеди­нения трубопроводов имеется равномерно распределенный путевой объемный расход q и объемный расход в конце тру­бопровода Q₂.

Определить:

1. Объемный расход в сифоне.

2. Распределение объемного расхода воды Q₁ в парал­лельных ветвях водопровода.

3. Потери напора по длине трубопровода на участках по­следовательного соединения.

4. Повышение давления ∆р в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

Задача 32. (Рис. 4.2). Из источника А вода подается в разветвленную сеть. Магистральный трубопровод имеет после­довательные участки с объемным расходом Q₂, длиной L, диаметрами d, d/2, d/3 и параллельные ветви с объемным расходом Q₁, имеющие диаметры d/2. На одном из участков имеется путевой объемный расход воды q. По ответвлению вода подается в резервуар, который связан посредством си­фонного трубопровода с другим резервуаром. Разница уровней в резервуарах Н. Сифонный трубопровод выполнен с углами поворота α и β, имеет сетку с обратным клапаном. От нижнего резервуара отходит чугунный трубопровод с толщиной стенок е, в котором перед закрытием задвижки имеется давление р_о, а давление при мгновенном закрытии задвижки возрастает до р.

Определить:

1. Распределение расхода в ветвях трубопровода на па­раллельных участках.

2. Потери напора на последовательных участках трубо­провода.

3. Начальную скорость V_о движения воды в чугунном тру­бопроводе с задвижкой.

4. Диаметр сифона.

Задача 33. (Рис. 4.3). В тепличном комбинате стальные трубопроводы для подачи питательного раствора (кинемати­ческая вязкость v = 0,01 см²/с) разветвляются на три участка: последовательный с путевым объемным расходом воды q и объемным расходом Q₂, параллельный с объемным расходом Q₁ и участок длиной L, толщиной стенки е и объемным рас­ходом Q, в конце которого установлена задвижка. Резервуары с питательным раствором сообщаются посредством сифона с углами поворота аир. Движение в сифоне происходит с раз­ностью напоров Н. Последовательные и параллельные участ­ки трубопроводов имеют длину L, диаметры d, d/2, d/3, d/4.

Определить:

1. Повышение давления  ∆р при внезапном закрытии за­движки.

2. Распределение расхода в параллельных ветвях участка.

3. Потери напора h₁, h₂, h₃  на последовательных участках трубопровода.

Задача 34. (Рис. 4.4). Из пункта А вода подается по чу­гунному трубопроводу в открытые емкости с разницей между верхней и нижней отметками - Н. Емкости сообщаются по­средством сифона с объемным расходом Q_сиф. выполненного из чугунных труб с углами поворота α и β. Трубопровод с объемным расходом Q₂ состоит из последовательных участков каждый длиной L и диаметрами d, d/2, d/4. Параллельный участок состоит из двух ветвей каждая длиной L и диаметром d/2. От нижней емкости отходит чугунный трубопровод с толщиной стенок е и диаметром d, заканчивающийся задвиж­кой. Начальное избыточное давление в трубопроводе - р_о, начальная скорость - V_о.

Определить:

1. Потери напора по длине трубопровода при последова­тельном соединении.

2. Распределение расхода Q₁ в трубопроводе на участках с параллельным соединением.

3. Напряжение а при внезапном закрытии трубопровода.

4. Диаметр сифона.

Задача 35. (Рис. 4.5). Из нефтехранилища  А нефть пода­ется в накопительный резервуар, где поддерживается посто­янный уровень. Из резервуара-накопителя нефть поступает в приемный резервуар под напором Н при помощи сифонного нефтепровода диаметром d под углами α и β. От хранилища  А по чугунному трубопроводу нефть подводится к двум параллельным ветвям каждая длиной L и диаметром d/2 с объем­ным расходом Q₁. Система последовательно соединенных тру­бопроводов состоит из двух участков каждый длиной L, диа­метрами d, d/2 с объемным расходом Q₂. Третий участок, кроме транзитного объемного расхода Q₁, имеет равномерно распределенный путевой объемный расход q. От приемного резервуара отходит чугунный трубопровод диаметром d, тол­щиной стенок е и объемным расходом Q, заканчивающийся задвижкой.

Определить:

1. Объемный расход в сифоне.

2. Повышение давления ∆р в чугунном трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

3. Потери напора по длине нефтепровода на участках последовательного соединения.

4. Распределение расхода нефти на параллельных участ­ках нефтепровода.

Задача 36. (Рис. 4.6). Водопроводная сеть, выполненная из чугунных трубопроводов толщиной стенок е, состоит из пос­ледовательных и параллельных участков, двух резервуаров, сообщающихся при помощи сифона, и отходящего от нижнего резервуара чугунного трубопровода объемным расходом Q₂ с задвижкой. Один из последовательных участков имеет путе­вой объемный расход q. Горизонты уровней в резервуарах разнятся на величину Н. Сифонный трубопровод с углами поворота аир имеет обратный клапан с сеткой и пропускает объемный расход Q_сиф. Перед закрытием задвижки давление Ро, после мгновенного закрытия задвижки давление - р.

Определить:

1. Распределение объемного расхода Q₁ в трубопроводах при параллельном соединении.

2. Диаметр сифона.

3. Потери напора по длине последовательно соединенных участков трубопровода.

4. Определить начальную скорость V_о в чугунном трубо­проводе.

Задача 37. (Рис. 4.7). Два бассейна сообщаются чугунным сифоном, имеющим обратный клапан с сеткой с углами пово­ротов α и β. Отметки уровней воды отличаются на величину Н. От нижнего бассейна отходит бетонная труба диаметром α, длиной L, с объемным расходом Q, с задвижкой. Магист­ральные асбестоцементные трубопроводы имеют последова­тельные и параллельные участки. Объемный расход в трубопроводе с параллельными участками - Q₁, с последователь­ным соединением участков – Q₂. На конечном участке по­следовательного соединения происходит равномерная путевая раздача q.

Определить:

1. Распределение расхода по параллельным ветвям.

2. Потери напора на последовательных участках.

3. Повышение давления ∆р в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

4. Объемный расход в сифоне Q_сиф.

Задача 38. (Рис. 4.8). Из водоисточника  А вода подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара-накопителя вода поступает в прием­ный резервуар при помощи стального сифонного водопровода, имеющего углы поворота α и β, пропускающего объемный расход Q_сиф .Стальной трубопровод диаметром d, длиной L, толщиной стенок е, отходящий от нижнего резервуара, заканчивается задвижкой. Система последовательно соединенных трубопроводов длиной L и диаметрами d, d/2, d/3, d/A пропус­кает транзитом из источника А объемный расход Q₂ к потре­бителю. Система трубопроводов с параллельными ветвями заканчивается последовательным участком с равномерно рас­пределенным путевым объемным расходом q.

Определить:

1. Повышением давления ∆р в трубопроводе при внезап­ном закрытии задвижки.

2. Диаметр сифона.

3. Распределение расхода в трубопроводах с параллельным соединением.

Рис. 4.1—4.10. Длинные трубопроводы с параллельным и после­довательным соединениями. Сифонный трубопровод, гидравлический удар.

4. Потери напора на участках трубопровода при последо­вательном соединении.

Задача 39.(Рис. 4.9). Два хранилища с керосином сооб­щаются со стальным сифоном, имеющим длину L и диаметр d. Отметки уровней керосина в хранилищах отличаются на величину Н. От нижнего хранилища отходит стальная труба диаметром d с задвижкой и толщиной стенок е. От пункта А отходят стальные трубопроводы с последовательным и параллельным соединениями, имеющие объемные расходы соответ­ственно Q₁ и Q₂. На втором участке последовательного сое­динения производится равномерная путевая раздача воды q.

Определить:

1. Объемный расход в сифоне при заданном диаметре.

2. Потери напора на участках с последовательным соеди­нением.

3. Начальную скорость V_о движения керосина в стальном трубопроводе, при которой давление при мгновенном закры­тии задвижки достигает величины р, если перед закрытием задвижки в трубопроводе давление р_о.

4. Распределение расхода в параллельных ветвях трубо­провода.

Задача 40. (Рис. 4.10). Из источника А вода подается по чугунному трубопроводу в водоем со скоростью V_о, где под­держивается уровень, который сообщен с другим водоемом посредством сифона. Чугунный сифон имеет диаметр d и углы поворота α и β. От второго водоема отходит чугунный тру­бопровод диаметром d толщиной стенки е, в котором перед закрытием задвижки создается давление р_о. Другой участок системы водоснабжения имеет трубопроводы с параллельным и последовательным соединениями. Путевой объемный расход в конце последовательного участка составляет q.

Определить:

1. Распределение расхода в параллельных ветвях трубо­провода.

2. Потери напора в последовательно соединенных трубо­проводах.

3. Объемный расход в сифоне Q.

4. Напряжение о в стенках трубопровода при внезапном закрытии задвижки, если до закрытия вода в нем двигалась со скоростью V_о.

ТЕМА 5