Тема Основные понятия и величины в гидравлике

Расчеты сложных трубопроводов (трубопроводных систем)

С л о ж н ы м считается трубопровод, состоящий из различных участков, соединенных между собой общими узловыми точками. К сложным относятся также и кольцевые трубопроводы, трубопроводы с непрерывной раздачей расхода по пути и др. Такие соединения трубопроводов называют часто трубопроводными системами (ТС).

Проанализируем особенности расчета различных типов ТС.

1. 
   Трубопровод с раздачей жидкости по пути.
   

Q_о Q_тр




q L
Рис. 4.5. Трубопровод с раздачей по пути
Общий расход Q_o в этом трубопроводе складывается из суммы двух расходов: - Q_тр – транзитного – на выходе из трубы и Q_пут – путевого , распределяемого по длине трубы L с интенсивностью q [(л/с)/м]:
Q_o = Q_тр + Q_пут = Q_тр + qL , (4.14)
где Q_пут = qL.
Поэтому потери напора на участке определяются по ф. 4.7 с использованием понятия обобщенного эффективного расхода Q_эф:
h_L = L, (4.15)
где эффективный расход определяется по зависимости:
= + ∙ + . (4.16)
При отсутствии транзитного расхода ( = 0) эффективный расход будет равен:
Q_эф = 0,58 Q_пут . (4.17)
Кроме того, на практике вместо ф. 4.16 часто пользуются приближенной зависимостью:
Q_эф = Q_тр + 0,55 Q_пут. (4.18)
которая, правда, при наличии транзитного расхода дает несколько завышенные результаты.

25

Пример 4.4.
Стальной перфорированный трубопровод оросительной установки имеет длину L = 50 м, диаметр d = 125 мм и обеспечивает интенсивность раздачи воды q= 1 (л/с)/м. За час работы установка потребляет 250 м³ жидкости.
Какова должна быть мощность насоса для обеспечения данной производительности установки?
Расчет.
Для определения мощности насоса необходимо знать требуемое давление на входе в трубу. Для этого нужно предварительно найти потери давления на гидросопротивления.

1. 
   Определяем расходы в трубе и эффективный расчетный расход:
   

Q_пут = qL = 50 л/с; Q_o = 250∙10³/3600 = 69,44 л/с; Q_тр = Q_o – Q_пут= 19,44 л/с.
Q_эф = Q_тр + 0,55 Q_пут = 19,44 + 27,5 ≈ 47 л/с.

2. 
   Рассчитаем потери напора и давления:
   

- Из таблицы Приложения V находим К² = 9425 л²/с² и по ф. 4.15 определяем потери напора:
h_L = (47²/9425)∙50 = 11,72 м;
- Потери давления, равные необходимому давлению насоса, будут:
Δр_w = ρgh_L = 117,2 кПа.

3. 
   Необходимая мощность насоса
   

Р_н = Δр_w∙Q_o = 117200∙0,06944 = 8138 Вт ≈ 8,14 кВт.

2.