- •Осн.Свойства и мех. Хар-ки жидкостей.
- •Испаряемость.
- •Давление жидкости на цилиндрическую поверхность.
- •Уравнение неразрывности элементарной струйки идеальной жидкости.
- •Геометр смысл Бернулли для струйки идеал жидк
- •Энерг смысл ур-я Берн для струйки идеальн жидк
- •Уравнение Бернули для потока реальной жидкости.
- •Энерг смысл ур-я Бернулли
- •Осн виды течения жидкости. Число Рейнольдса.
- •Кавитация
- •Распр. Скор при лам и торб режимах.
- •Основы гидродинамического подобия
- •Гидродинам подобие. Число Эйлера
- •Гидродинам подобие. Число Рейнольдса
- •Классификация трубопроводов
- •Простой трубопровод
- •Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр, и примеры их использования пр гидравлический расчетах.
- •Расчет безнапорных трубопроводов
- •Истечение через отверстия. Коэф напора
Классификация трубопроводов
По своему назначению трубопроводы принято различать по виду транспортируемой по ним продукции: газопроводы, нефтепроводы, водопроводы, воздухопроводы, продуктопроводы.
По виду движения по ним жидкостей трубопроводы можно разделить на две категории:
напорные трубопроводы,
безнапорные (самотёчные) трубопроводы.
Также трубопроводы можно подразделить по виду сечения: на трубопроводы круглого и не круглого сечения (прямоугольные, квадратные и др профиля). Трубопроводы можно разделить и по материалу, из которого они изготовлены: стальные трубопроводы, бетонные, пластиковые и др.
Учитывая гидравлическую схему работы длинных трубопроводов, их можно разделить также на простые и сложные.
Гидравлический расчет напорных трубопроводов. Расчет напорных трубопроводов заключается в определении диаметра и потерь напора. При полном заполнении сечения трубы Отсюда диаметр трубы равен: (2.13)
Скорость движения воды в трубопроводах следует принимать такой, чтобы обеспечивался оптимальный режим работы системы насосы-трубопроводы (минимальные приведенные затраты). Эта скорость равна 1,5-2,5 м/с. Потери напора находят по формуле Дарси, которая для напорного трубопровода имеет вид: (2.15). Коэффициент может вычисляться по формуле Н. Ф. Федорова:
(2.15)Важное значение при расчете напорных трубопроводов имеет правильный выбор коэффициентов шероховатости , , и др.
Напорные трубопроводы систем водоотведения часто имеют небольшую длину. В этом случае местные потери напора в коммуникациях насосных станций оказываются соизмеримыми с потерями напора по длине труб и их следует учитывать особо. При приближенных и предварительных расчетах общие потери определяют по формуле:где — коэффициент, учитывающий местные потери напора (в долях от потерь по длине) и принимаемый равным 1,1-1,15.
Диаметр напорных ниток дюкеров определяют по формуле (2.13) при скорости более 1 м/с. Потери напора находят путем суммирования потерь напора по длине труб и местных потерь напора (метод наложения потерь напора): Разность отметок лотков труб в начале и конце дюкера принимается равной потерям напора.
30. короткими назыв.трубопроводы в каторых потери напора по длине явл.основными. в этом случае при гидравлических расчётах местными потерями пренебрегают либо принимают их в пределах от 5 до 10% от потерь напора по длинне. Расчёт короткого трубопр.Н1 + Р0/pg +U12/2g = H2+P0/pg + U22/2g +U22*(Л(лямбда)*l/d + сумма Е). Н1-Н2=Н. S1=S2=U2=0. Q=U*S= пd2/4 *(корень квадратный из ) 2gh/лямбда*l/d + сумма Е
Простой трубопровод
Основным элементом любой трубопроводной системы, какой бы сложной она ни была, является простой трубопровод. Классическим определением его будет- простым
трубопроводом является трубопровод, собранный из труб одинакового диаметра и качества его внутренних стенок, в котором движется транзитный поток жидкости, и на котором нет местных гидравлических сопротивлений.
При напорном движении жидкости простой трубопровод работает полным
сечением = const. Размер
сечения трубопровода (диаметр или величина гидравлического радиуса), а также его протяжённость (длина) трубопровода (/, L) являются основными геометрическими характеристиками трубопровода. Основными технологическими характеристиками трубопровода являются расход жидкости в трубопроводе Q и напор (на головных сооружениях трубопровода, т.е. в его начале). Большинство других характеристик простого трубопровода являются, не смотря на их важность, производными характеристиками. Поскольку в простом трубопроводе расход жидкости транзитный (одинаковый в начале и конце трубопровода), то средняя скорость движения жидкости в трубопроводе постоянна . Для установившегося движения жидкости по трубопроводу средняя скорость движения жидкости определяется по формуле Шези:
5
где: - скоростной коэффициент Шези,
- гидравлический радиус сечения, для круглого сечения при полном заполнении жидкостью
- гидравлический уклон.
Полагая, что весь имеющийся напор на головных сооружениях (в начале) трубопровода тратится на преодоление сил трения в трубопроводе (в простом трубопроводе это потери напора по длине ), уравнение движения жидкости (Бернулли) примет вид:
Расход жидкости в трубопроводе:
Обозначив: , получим основное уравнение простого трубопровода:
где: К - модуль расхода - расход жидкости в русле заданного сечения при гидравлическом уклоне равном единице (иначе модуль расхода называют расходной характеристикой трубопровода). Другой и более известный вид основного уравнения простого трубопровода получим, решив уравнение относительно напора:
Величину называют удельным сопротивлением трубопровода, - - его полным сопротивлением
Г рафик уравнения простого трубопровода носит название его гидравлической харак теристики. Вид гидравлической характеристики зависит от режима движения жидкости в трубопроводе: при ламинарном движении жидкости гидравлическая характеристика трубопровода - прямая линия, проходящая через начало координат (1). При турбулентном режиме гидравлическая характеристика - парабола (2).
Если на трубопроводе собранном из труб одинакового диаметра имеются местные сопротивления, то такой трубопровод можно привести к простому трубопроводу эквивалентной длины
элементы расчета сложных трубопроводов.Сложными наз трубопровод состоящий из несколько простых и имеющий переменный расход по длинне
Уравнение баланса расхода Q= q1+q2..+…qn…Выразим потери напора в каждом из параллельных трубопроводов через напоты в точках А и В.
=
=
= К1.к2.к3- расходные характеристики рассматриваемых параллельных труб.Из этих уравнений следует, что распеределение потока в параллельных трубопроводах обрптнопропорционально их гидравлическим сопротивлениям.Из этого получаем:
Q= k1 + k2 +…+ kn = ( + +..+.. ) Откуда, = Т.о. для построения характеристик параллельно соединненых трубопроводов следует сложить абсциссы)расходы) характеристик этих трубопроводов при одинаковых ординатах.
расчет сифоного трубопровода. Сифон – простой трубопровод, часть которого расположена выше питающего резервуара. Жидкость движется в нем самотеком.
Характерной особенностью сафона явл то что по всей длинне трубопровода давление меньше атмосферного. Пропускная способность сафона – Q= * ,
H – разновидность уровнейжидкость в питающем резервуаре. коэффициент суммарного сопротивления сифона.Для определения высоты подъема жидкости сифоном напишем уравнение Бернули
= z+ + * + * + *
тогда z+ ( )*
Z= ( )*
особенности расчета трубопровода некруглого сечения. Формула дарси-вейсбаха для распределенных по длине потерь напора:H=ƛ * , диаметр эквивалентного трубопровода поперечных сечений некруглого сечения, котор условно заменяются поперечными сечениями круглого сечения.(так же и круглого).Для квадратного сечения R=Q2/4a, D.экв=Q,. Для прямоугольного сечения R=a*b/2b+a
D.экв=4a*b/2b+a