- •Гидравлический расчёт сложного трубопровода
- •1.Расчёт потерь давления в магистральном трубопроводе 6
- •2.Расчёт потерь давления в параллельном трубопроводе 10
- •3.Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе 13
- •Расчёт потерь давления в магистральном трубопроводе
- •Расчёт потерь давления в параллельном трубопроводе
- •Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе
- •Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при нормальном режиме
- •3.2 Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при аварийном режиме работы
- •Список литературы
1.Расчёт потерь давления в магистральном трубопроводе 6
2.Расчёт потерь давления в параллельном трубопроводе 10
3.Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе 13
3.1Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при нормальном режиме 13
3.2 Расчёт потерь давления и расхода жидкости в разветвлённом трубопроводе при аварийном режиме работы 16
Список литературы 20
Расчёт потерь давления в магистральном трубопроводе
Магистральный трубопровод имеет компенсаторы через каждые 100м длины и следующие параметры:
Длина, м |
Диаметр, мм |
Перепад высот, м |
Материал |
Качество труб |
Компенсаторы |
900 |
616 |
6 |
бетон |
новые |
Лирообразные |
Перепад давления , необходимый для транспортировки жидкости на расстояние L, складывается из перепада, необходимого для преодоления сопротивления при стабилизированном движении и местных сопротивлений, то есть.
Потери при стабилизированном движении и местных сопротивлений можно вычислить из формул Дарси-Вейсбаха:
, [Па]
, [Па]
где – гидравлический коэффициент трения;
L– длина трубопровода, м;
–диаметр трубопровода, м;
– коэффициент местного сопротивления;
–плотность жидкости в трубопроводе, ;
–скорость потока жидкости в трубопроводе, .
Так как трубопровод круглого сечения, то площадь его сечения можно найти по формуле:
[м2]
Полный расход жидкости в трубопроводе выражается формулой:
[]
Подставляя эти формулы в формулы расчёта потерь давления при стабилизированном движении и местных сопротивлениях получим:
,
,
Записав полученные выражения в формулу перепада давлений, получим:
Для упрощения дальнейших записей обозначим , получим
Через каждые 100м длины трубопровода установлены лирообразные компенсаторы, которые играют роль местных сопротивлений, т.е. n=8.
Для лирообразного компенсатора коэффициент местного сопротивления равен =2,832.
Температуру воды в трубопроводе возьмём равной 0. Тогда плотность воды равна, коэффициент вязкости воды равен
Вычислим гидравлический коэффициент трения . Для этого необходимо определить зону сопротивления, вычислив число Рейнольдса и определив эквивалентную шероховатость, определяемую материалом труб и степенью их износа. Для новых бетонных труб. Число Рейнольдсаопределяется по формуле:
,
где – кинематический коэффициент вязкости, зависящий от температуры воды,
Число Рейнольдса, равно:
Следуя из неравенства , получаем зону квадратичного сопротивления, для которой коэффициент трения находится по формуле Шифринсона:
где – относительная шероховатость.
Получим перепад давления , равный:
Из уравнения Бернулли выразим разность статических давлений , учитывая что скорость потока жидкости в трубе постоянна:
Па
Расчёт потерь давления в параллельном трубопроводе
Падение давления в ветвях параллельного трубопровода обусловлено местными сопротивлениями, включающими:
№ ветви |
Диаметр, мм |
Задвижка, шт. |
Вентиль, шт. |
Колено, шт. |
Клапан, шт. |
Тройник, шт. |
1 |
359 |
4 |
2 |
14 |
3 |
5 |
2 |
404 |
2 |
3 |
12 |
2 |
6 |
3 |
307 |
5 |
4 |
18 |
4 |
3 |
При параллельном соединении трубопроводов все они имеют общие начальную и конечную точки. Уравнение Бернулли для начального и конечного сечения каждого трубопровода будет иметь один и тот же вид:
Следовательно, потери давления во всех ветвях параллельного соединения будут одинаковы: , где.
Из уравнения неразрывности сумма расходов в ветвях равна полному подводимому расходу:
Решим систему уравнений:
Получим уравнение:
Падение давлений в ветвях происходит на местных сопротивлениях.
Примем следующие коэффициенты местного сопротивления:
Задвижка (простая задвижка на трубе круглого сечения диаметром d):, при
Вентиль (с прямым затвором):
Колено (с острыми кромками в месте поворота):
, при
Клапан (шарнирный клапан):
, при
Тройник:
Коэффициент местного сопротивления равен:
Получим 1 для первой ветви параллельного трубопровода 1=49,4, для второй ветви – 2=40, а для третьей – 3=65,8.
Рассчитаем С1, С2 и С3.
Найдём объёмный расход жидкости в первой ветви трубопровода:
Следовательно, потери давления в параллельном трубопроводе: