Сложные трубопроводы - Основы гидравлики

Сложный трубопровод составляется из простых трубопроводов с последовательным и параллельным их соединением или разветвлениями. Рассмотрим разомкнутый сложный трубопровод с разветвлениями и с раздачей жидкости в конечных точках ветвей, представленный на Рис. 40.

Рис. 40. Разомкнутый сложный трубопровод

Магистральный трубопровод разветвляется в точках А и С. Жидкость подается к точкам (сечениям) B, D и E с расходами QB, QD и QE.

Пусть известны расходы магистрали и всех ветвей (простых трубопроводов), заданы все местные сопротивления, геометрические высоты конечных точек, отсчитываемые от уровня M – N и избыточные давления в конечных точках pB, pD и pE. В этом случае могут быть решены следующие задачи:

• по известному расходу Q в основной магистрали MA определяются расходы во всех ветвях QB, QD и QE, а также потребный напор в точке М Hпотр = HM;
• по располагаемому напору Hрасп определяются расходы Q, QB, QD и QE.

Обе эти задачи могут быть решены из системы уравнений:

*                    уравнения расходов

Q = QB + QD + QE ;

• уравнения равенства потребных напоров для ветвей CD и CE:

;

• уравнения равенства потребных напоров для ветви AB и сложного трубопровода ACED:

;

• уравнения потребного напора в точке М:

.

Сопротивления трубопроводов K и показатели степени m определяются в зависимости от режима течения жидкости.

Расчет сложных трубопроводов часто выполняется графоаналитическим способом, то есть с применением кривых потребного напора или характеристик трубопроводов. Кривую потребного напора для всего трубопровода можно построить следующим образом:

1.   Сложный трубопровод разбить на ряд простых;

2.   Построить кривые потребных напоров с учетом Hст для каждого из конечных простых трубопроводов и без учета Hст (характеристики) – для промежуточных участков (например MA, AC);

3.  Сложить кривые потребных напоров для ветвей и параллельных линий, если они имеются, по правилу сложения характеристик параллельных трубопроводов;

4.  Полученную кривую сложить с характеристикой последовательно присоединенного трубопровода по соответствующему правилу и т.д.

Руководствуясь этим правилом, можно построить кривую потребного напора для любого сложного трубопровода как при ламинарном, так и при турбулентном режиме течения.