Жидкость по трубопроводу движется благодаря тому, что ее энергия в начале трубопровода больше, чем в конце. Этот перепад уровней энергии может создаваться несколькими способами: работой насоса, разностью уровней жидкости, давлением газа. Рассмотрим простой трубопровод постоянного сечения, который расположен произвольно в пространстве (рис.), имеет общую длину
и диаметр 
, а также содержит ряд местных сопротивлений (вентиль, фильтр и обратный клапан). В начальном сечении трубопровода 1-1 геометрическая высота равна 
и избыточное давление 
, а в конечном сечении 2-2 - соответственно 
и
. Скорость потока в этих сечениях вследствие постоянства диаметра трубы одинакова и равна 
. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2. Поскольку скорость в обоих сечениях одинакова и 
, то скоростной напор можно не учитывать. При этом получим 
или 
. Пьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения, назовем потребным напором 
. Если же эта пьезометрическая высота задана, то ее называют располагаемым напором 
. Такой напор складывается из геометрической высоты , на которую поднимается жидкость, пьезометрической высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе. Назовем сумму первых двух слагаемых статическим напором, который представим как некоторую эквивалентную геометрическую высоту 
а последнее слагаемое 
- как степенную функцию расхода 
тогда 
где 
- величина, называемая сопротивлением трубопровода; 
- расход жидкости; 
- показатель степени, который имеет разные значения в зависимости от режима течения. Для ламинарного течения при замене местных сопротивлений эквивалентными длинами сопротивление трубопровода равно 
, следовательно, 
и 
, где 
Численные значения эквивалентных длин 
для различных местных сопротивлений обычно находят опытным путем. Для турбулентного течения, используя формулу Вейсбаха-Дарси, и выражая в ней скорость через расход, получаем 
следовательно, 
По этим формулам можно
построить кривую потребного напора в зависимости от расхода. Чем больше расход , который необходимо обеспечить в трубопроводе, тем больше требуется потребный напор . При ламинарном течении эта кривая изображается прямой линией (а), при турбулентном - параболой с показателем степени равном двум (б). Крутизна кривых потребного напора зависит от 
сопротивления трубопровода и возрастает с увеличением длины трубопровода и уменьшением диаметра, а также с увеличением местных гидравлических сопротивлений.
Величина статического напора 
положительна в том случае, когда жидкость движется вверх или в полость с повышенным давлением, и отрицательна при опускании жидкости или движении в полость с пониженным давлением. Точка пересечения кривой потребного напора с осью абсцисс (точка А) определяет расход при движении жидкости самотеком. Потребный напор в этом случае равен нулю. Иногда вместо кривых потребного напора удобнее пользоваться характеристиками трубопровода. Характеристикой трубопровода называется зависимость суммарной потери напора (или давления) в трубопроводе от расхода: 
Поможем написать любую работу на аналогичную тему