Гідравлічний розрахунок напірних трубопроводів
Використання рівняння Бернуллі для початкового першого та кінцевого другого перерізів трубопроводу. Вивчення методики розрахунку розгалуженого трубопроводу. Застосування рівняння Бернуллі для перерізу в точці та для кінцевих перерізів відгалужень.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 17.05.2015 |
| Размер файла | 91,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Гідравлічний розрахунок напірних трубопроводів
1. Класифікація трубопроводів
Всі трубопроводи поділяють на прості і складні. До простих відносять трубопроводи сталого чи змінного поперечного перерізу без бакових відгалужень, до складних - трубопроводи з відгалуженнями, складеними з послідовно і паралельно з'єднаних простих трубопроводів.
При гідравлічних розрахунках розрізняють трубопроводи короткі і довгі. Короткими визнаються трубопроводи, при розрахунку яких необхідно враховувати як місцеві втрати, так і втрати напору по довжині. До коротких трубопроводів звичайно відносять масло - і паливопроводи ДВЗ, системи рідинного охолодження, внутрішньобудинкову теплофікаційну мережу і т. д.
Довгими називаються трубопроводи, при розрахунку яких нехтують місцевими втратами напору, або враховують їх як частину (5...10%) поздовжніх втрат напору. До них відносять магістральні трубопроводи, водопровідну мережу тощо.
2. Розрахунок простих трубопроводів
2.1 Розрахункові рівняння
Для простого трубопроводу сталого перерізу довжиною l, (рис.1) що має ряд місцевих опорів (наприклад, вентиль1, фільтр 2, зворотній клапан 3 і т.д. ), основним розрахунковим рівнянням є рівняння Бернуллі для початкового І і кінцевого ІІ-го перерізів трубопроводу. При б1=б2 і х1=х2 воно має вигляд:
Рис. 1
Сумарну втрату напору в загальному випадку виражають формулою:
де А - опір трубопроводу, т - показник, величина якого для ламінарного режиму течії дорівнює 1, для турбулентного режиму - 2.
При ламінарній течії, якщо нехтувати місцевими втратами, з формули Пуайзеля /3.26/ знаходимо:
При турбулентній течії в автомодельній області, де т = 2, на підставі формули Дарсі-Вейсбаха маємо:
Для довгих трубопроводів в області квадратичного спору
Якщо простий трубопровід складається з „п” послідовно з'єднаних ділянок різних діаметрівто рівняння Бернуллі для початкового і кінцевого перерізів набуває форми
де сумарні витрати .
Оскільки трубопровід простий, то і тоді
2.2 Характеристика трубопроводу. Потрібний напір
Характеристикою трубопроводу називають графічну залежність сумарних втрат напору в трубопроводі від витрати рідини, тобто залежність
При ламінарному режимі течії і є характеристика трубопроводу лінійна /рис.2 а/; при турбулентному режимі і її будують як параболу другого ступеня/рис.2 б/.
а) б)
Рис. 2
Замість характеристики трубопроводу в певних випадках доцільно будувати криву потрібного напору. Потрібним напором Hпотр для простого трубопроводу називається п'єзометричний напір в початковому перерізі, який забезпечує задану витрату рідини в трубопроводі. Якщо цей напір відомий, то його називають заданим напором.
З рівняння /1/ для трубопроводу сталого перерізу визначаємо
В цій формулі статистичний напір .
Для трубопроводу змінного перерізу з (6) при б1=б2=…1будемо мати
Або
Де
При турбулентному режимі коли m=2, другий і третій члени правої частини рівняння (9) об'єднують, а при ламінарному режимі другим членом як правило нехтують.
Крива потрібного напору - це характеристика трубопроводу, зміщена вздовж осі ординат на величину Hcm (рис.3а - при ламінарній течії, рис. 3б - при турбулентній).
З наведених вище формул виходить, що потрібний напір - це той напір, який необхідно створити на початку трубопроводу для долання геометричної висоти , тиску в кінцевому перерізі і всіх гідравлічних опорів в трубопроводі.
а) б)
Рис. 3
3. З'єднання трубопроводів
3.1 Послідовне з'єднання
Декілька послідовно з'єднаних трубопроводів, що мають різні довжини і діаметри можна розглядати як простий трубопровід змінного перерізу (рис.4). На основі рівняння нерозривності витрата рідини на кожній з ділянок буде однаковою, а загальні витрати напору визначаються сумою втрат напору на окремих ділянках, тобто
Рис. 4
Якщо побудовані характеристики кожного з послідовно з'єднаних трубопроводів, то сумарну характеристику всього з'єднання можна стримати шляхом додаванням ординат /втрат напору/ окремих характеристик при однакових абсцисах /витратах/.
3.2 Паралельне з'єднання
Таке з'єднання трьох простих трубопроводів між вузловими точками M і N показано на рис. 5. Очевидно, що витрата в основній магістралі (тобто до точки М і після точки N)
Рис. 5
Втрати напору в будь-якому з простих трубопроводів будуть дорівнювати різниці повних напорів вузлових точок M і N
З урахуванням формули (2) для турбулентного режиму течії будемо мати
і загальні втрати напору для даного трубопроводу
3.3 Розгалужений трубопровід
Розглянемо методику розрахунку розгалуженого трубопроводу, який складається з трьох віток : 1, 2, 3 (рис.6).
Рис. 6
бернуллі трубопровід переріз відгалуження
При умові, що рідина від точки розгалуження М подається до трьох віток отримаємо:
Рівняння Бернуллі, складені для переріза в точці М і кінцевих перерізів відгалужень без урахування швидкісних напорів, мають вигляд:
;
;
.
Таким чином, для розв'язання задачі маємо чотири рівняння.
Основною задачею розрахунку розгалуженого трубопроводу є така:
відомі витрата в точці М, всі розміри віток, геометричні висоти Z, тиски в кінцевих перерізах і всі місцеві опори; потрібно визначити Q1, , Q2, Q3, а також потрібний напір в точці розгалуження М - . Можливі і інші варіанти постановки задачі, які розв'язуються на основі наведеної системи рівнянь.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основні рівняння гідродинаміки: краплинні і газоподібні. Об'ємні та поверхневі сили, гідростатичний та гідродинамічний тиск. Рівняння нерозривності у формах Ейлера, Фрідмана, Гельмгольц. Рівняння стану для реального газу (формула Ван-дер-Ваальса).
курсовая работа [228,5 K], добавлен 15.04.2014Розрахунок на мінімум розхідного матеріалу заданої мережі, розробка її схеми, визначення моменту навантаження на кожній ділянці схеми. Вибір стандартної величини перерізу кабелю головної ділянки. Розрахунок фактичних утрат напруги, перевірка перерізів.
практическая работа [121,4 K], добавлен 26.06.2010Визначення розрахункових витрат на ділянках трубопроводів. Гідравлічний розрахунок подаючих трубопроводів. Розрахунок втрат тепла подаючими і циркуляційними трубопроводами та визначення циркуляційних витрат. Втрати тиску в подаючих трубопроводах.
курсовая работа [148,9 K], добавлен 12.04.2012Визначення гідростатичного тиску у різних точках поверхні твердого тіла, що занурене у рідину, яка знаходиться у стані спокою. Побудова епюр тиску рідини на плоску і криволінійну поверхні. Основні рівняння гідродинаміки для розрахунку трубопроводів.
курсовая работа [712,8 K], добавлен 21.01.2012Визначення об’ємного напруженого стану в точці тіла. Рішення плоскої задачі теорії пружності. Епюри напружень в перерізах. Умови рівноваги балки. Рівняння пружної поверхні. Вирази моментів і поперечних сил. Поперечне навантаження інтенсивності.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 10.12.2010Визначення струмів на всіх ділянках кола за допомогою рівнянь Кірхгофа і методу контурних струмів. Знаходження напруги на джерелі електрорушійної сили. Перевірка вірності розрахунку розгалуженого електричного кола шляхом використання балансу потужностей.
контрольная работа [333,8 K], добавлен 10.12.2010Гідродинаміка - розділ механіки рідини, в якому вивчаються закони її руху. Фізична суть рівняння Бернуллі. Побудова п’єзометричної та напірної ліній. Вимірювання швидкостей та витрат рідини. Режими руху рідини. Дослідження гідравлічного опору труб.
учебное пособие [885,0 K], добавлен 11.11.2010Поняття стану частинки у квантовій механіці. Хвильова функція, її значення та статистичний зміст. Загальне (часове) рівняння Шредінгера та також для стаціонарних станів. Відкриття корпускулярно-хвильового дуалізму матерії. Рівняння одновимірного руху.
реферат [87,4 K], добавлен 06.04.2009Визначення початкових умов та значені перехідного процесу. Розв’язання диференційного рівняння. Перехідні та імпульсні характеристики відносно струму кола та напруг на його елементах, графіки. Вираз для прямокутного відео імпульсу, реакція кола на дію.
курсовая работа [768,7 K], добавлен 14.12.2012Розрахунок магнітних провідностей: робочого та неробочого зазору. Розрахунок питомої магнітної провідності розсіювання, тягових сил. Складання схеми заміщення та розрахунок параметрів. Алгоритм розрахунку розгалуженого магнітного кола електромагніта.
курсовая работа [46,3 K], добавлен 29.09.2011Значення комп’ютерів у фізиці, природа чисельного моделювання. Метод Ейлера розв’язування диференціального рівняння на прикладі закону теплопровідності Ньютона.Задача Кеплера. Хвильові явища: Фур’є аналіз, зв’язані осцилятори, інтерференція і дифракція.
реферат [151,0 K], добавлен 09.06.2008Визначення електричних навантажень споживачів населеного пункту. Вибір місця встановлення. Методика розрахунку повітряних ліній з ізольованими проводами. Вибір перерізів проводів за мінімумом розрахункових затрат перевіркою їх на втрату напруги.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 05.02.2013Розрахунок витрати теплоти. Вибір теплоносія, його параметрів. Схеми теплопостачання і приєднання. Розрахунок теплової мережі. Графік тисків у водяних теплових мережах, компенсація втрат в насосній установці. Таблиця товщин теплової ізоляції трубопроводу.
курсовая работа [750,3 K], добавлен 02.01.2014Розробка система санітарно-технічного обладнання житлового будинку. Визначення діаметрів труб, їх ухилів і заглиблення. Розрахунок систем холодного і гарячого водопостачання. Гідравлічний розрахунок горизонтальних внутрішніх каналізаційних трубопроводів.
курсовая работа [63,9 K], добавлен 05.11.2013Змінне електромагнітне поле в однорідному середовищі та вакуумі. Поводження хвиль на границях розділу. Відбивна й пропускна здатність, кут Брюстера. Рівняння поширення хвиль у оптичному хвилеводі. Дисперсійні рівняння тришарового діелектричного хвилеводу.
курсовая работа [289,9 K], добавлен 21.01.2011Закон повного струму. Рівняння Максвелла для циркуляції вектора напруженості магнітного поля. Використання закону для розрахунку магнітного поля. Магнітний потік та теорема Гаусса. Робота переміщення провідника із струмом і контуру у магнітному полі.
учебное пособие [204,9 K], добавлен 06.04.2009Поняття хвильових процесів, їх сутність і особливості, сфера дії та основні властивості. Різновиди хвиль, їх характеристика та відмінні риси. Методика складання та розв’язання рівняння біжучої хвилі. Сутність і умови виникнення фазової швидкості.
реферат [269,7 K], добавлен 06.04.2009Вибір трансформаторів підстанції. Розрахунок струмів КЗ. Обмеження струмів КЗ. Вибір перерізів кабельних ліній. Вибір електричних апаратів і провідників розподільчих пристроїв. Вибір трансформаторів струму. Вибір шин і ізоляторів. Власні потреби підстанці
курсовая работа [560,2 K], добавлен 19.04.2007Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі, висоти всмоктування насоса, діаметра зливного трубопроводу, втрат напору в місцевих опорах напірної лінії і їх еквівалентної довжини, величини необхідного тиску на виході і необхідної потужності приводу.
курсовая работа [504,4 K], добавлен 09.11.2013Існування електромагнітних хвиль. Змінне електромагнітне поле, яке поширюється в просторі з кінцевою швидкістю. Наслідки теорії Максвелла. Хвильові рівняння електромагнітних хвиль та рівняння Максвелла. Енергія електромагнітних хвиль, вектор Пойнтінга.
реферат [229,2 K], добавлен 06.04.2009
