Расчет гидравлически коротких трубопроводов

Первый случай:

Истечение жидкости под уровень.

Рис. 43 Схема расчета короткого трубопровода (случай первый)

Жидкость перетекает из А в В. Длина трубы , диаметр , разность уровней . Движение - установившееся.

Пренебрегая скоростными напорами и , уравнение Бернулли имеет вид:

(126)

Потери напора - вход в трубу, кран, два поворота, кран и выход из трубы:

(127)

;

(128)

Обозначим - коэффициент сопротивления системы.

Так как ,

то (129)

(130)

(131)

Обозначим: ,

тогда , (132)

где - коэффициент расхода системы;

- площадь живого сечения потока, м².

Второй случай:

Истечение жидкости в атмосферу.

Из уравнения Бернулли для сечений 1 - 1 и 2 - 2, получим

(133)

где (134)

Рис. 44 Схема расчета короткого трубопровода (случай второй)

Подставив, имеем

(135)

Обозначим ,

тогда (136)

и (137)

Расход жидкости: (138)

или (139)

где - коэффициент расхода системы.

Пример.Определить расход керосина Т-1 при температуре , протекающего по трубопроводу из сваренных труб из нержавеющей стали в пункты 1 и 2 (рис. 45), если напор Н в резервуаре постоянный и равный 7,2 м. Длина отдельных частей трубопровода , диаметры: , . Местные потери напора в расчетах не учитывать.

Решение: Так как трубы 1 и 2параллельны, то потерянные напоры в этих трубах

или (140)

Рис. 45. Схема трубопровода с параллельными ветвями

По условию задачи размеры параллельных труб, изготовленных из одного материала, одинаковы ( , ) поэтому

и

Следовательно,

;

(141)

где -расход в трубопроводе; , - расход в параллельных ветвях трубопровода.

Уравнение Бернулли для сечений 0 - 0 и 1 - 1 (см. рис. 45)

Так как , , , ,

то

или

(142)

Уравнение (142) можно решить только графоаналитическим способом. Задаемся разными значениями расхода жидкости в трубопроводе и для этих значений вычисляем и :

;

(143)

.

По известным величинам и , и определяем числа Рейнольдса и :

, (144)

Для керосина Т - 1 , .

У сварных труб из нержавеющей стали эквивалентная шероховатость , поэтому относительная эквивалентная шероховатость труб

;

.

По известным величинам и , и по графику Колбрука определяем коэффициенты сопротивления трения и и далее по уравнению (142) устанавливаем необходимый напор. Расчет сводим в таблицу 5.

Таблица 5

Расчет гидравлической характеристики трубопроводов
,
,	1,02	2,55	4,09
	2,04	5,10	8,18
	0,032	0,026	0,0245
,	0,053	0,332	0,851
,	0,312	1,54	3,83
,	0,795	1,99	3,19
	1,27	3,18,	5,10
	0,032	0,0285	0,028
,	0,0322	0,202	0,519
,	0,23	1,33	3,34
,	0,574	3,07	7,69