Гидравлика и гидравлические машины (стр. 5 из 10)

1. Коэффициентом местного сопротивления. Величина безразмерная,

принимается по справочникам зависимости рода сопротивления (иногда диаметром).

, м

2. Местное сопротивление характеризуется эквивалентной длиной

, м

Эквивалентной длиной называются участок прямого трубопровода того же, диаметра, что и местное сопротивление, потери напора на котором равны потерям напора в местном сопротивлении.

Например.

- для задвижки d=57мм, l= 0.65м , т.е потеря напора на прямом трубопроводе 0,65м = потери напора задвижки.

К _экв.=0,5мм принимается по справочникам в зависимости от рода сопротивления наружного диаметра трубопровода и эквивалентной шероховатости.

Определение суммарных потерь напора

Трубопроводы представляют собой сочетание прямолинейных участков трубопровода и местных сопротивлений, поэтому возникает необходимость определять суммарные потери напора.

1. + =

2.

Назначение и классификация трубопроводов

В современной технике трубопроводы используются для перемещения разнообразных жидкостей (воды, нефти, нефтепродуктов) и газов. Их изготовляют из разных материалов (метала, бетона, стекла и др.) Наряду с трубопроводами малых длин и диаметров, применяемых в лабораторной технике и контрольно-измерительной аппаратуре, имеются магистральные трубопроводы, протяжностью в тысячи километров и диаметром в несколько метров.

Простым трубопроводомназывается трубопровод, не имеющий разветвления на пути движения жидкости от точки забора до точки потребления.

Сложным трубопроводомпредставляет собой сеть труб, состоящую из одной магистральной трубы и ряда отходящих от неё ответвлений.

Сложные трубопроводы подразделяются на следующие основные виды:

Параллельные трубопроводы - к основной магистрали, параллельно подключены одна или несколько труб.

Разветвленные трубопроводы- жидкость из магистрали подается в боковые ответвления, но обратно в магистраль не поступают.

Кольцевые трубопроводы - замкнутые в сеть (кольцо), питаемую от основной магистрали.

Длинные трубопроводы - для которых потери напора в местных сопротивлениях малы по сравнению с потерями напора на трение (по длине). В этом случае первыми или пренебрегают или учитывают их через эквивалентную длину. Пример длинных трубопроводов линейные участки магистральных нефтепроводов. При расчете, которых местными сопротивлениями обычно пренебрегают, т. к. они составляют 1-2% потерь на трение.

Короткие трубопроводы учитывают оба вида потерь напора, т.к. они соизмеряемы по величине, пример таких трубопроводов - обвязка насосных станций и эксплутационных нефтяных скважин.

В сложных трубопроводах различают:

- транзитный расход, т.е. расход, передаваемый по магистрали;

- путевой (попутный), отбираемый из магистрали в ряде промежуточных точек по пути движения жидкости.

Трубопроводы, работающие под вакуумом

( Сифонные трубопроводы)

Сифонным трубопроводом называют такой самотечный трубопровод, часть которого находится выше уровня жидкости в резервуаре, из которого происходит подача жидкости. Для приведения действия сифонного трубопровода необходимо создать разрежение.

Сифонный трубопровод применяют в качестве водосбросов гидротехнических сооружений, для слива нефтепродуктов из цистерн, опорожнение водоемов, применяют при прокладке водоводов через возвышенности.

В водоснабжении иногда применяются особые конструкции сифонных трубопроводов – сифонные водосборы.

X

Zx

a a

A

b b

B

ZA ZB

Поскольку сифон является коротким трубопроводом, его расход определяется по уравнению:

или

Для определения возможности работы сифонного трубопровода составляют уравнение Бернулли для положения жидкости начального и наиболее опасного сечения, т. е. начального a – a, и конечно х - х.

где: P_a– минимально возможное атмосферное давление;

h_{a-x -} потеря напора в трубопроводе при движении от сосуда до сечения х.

Данное давление в сечениях должно быть больше или равно давлению паров данной жидкости при данной температуре.

Гидравлический удар

Под гидравлическим ударом понимают резкое повышение давления в трубопроводах при внезапной остановке движущейся в них жидкости. Он происходит, например, при быстром закрытии различных запорных приспособлений, устанавливаемых на трубопроводах (задвижках, кранах), внезапной остановке насосов, перекачивании жидкости и др. Особенно опасен гидравлический удар в длинных трубопроводах, где с большими скоростями движутся значительные массы жидкости. В таких случаях, если не принять предупредительных мер, гидравлический удар может привести к повреждению мест соединения отдельных труб (стыки, фланцы), разрыву стенок трубопровода и поломке насосов.

Повышение давление при гидравлическом ударе определяется по формулам:

ΔP = p·с·w;

где: p - плотность жидкости;

c - скорость распространения волны;

W-скорость движения жидкости;

k- модуль упругости жидкости;

d- внутренний диаметр;

- толщина стенки трубы;

E- модуль упругости материала трубы.

Для предотвращения гидравлического удара на трубопроводах устанавливают медленно закрывающиеся задвижки и предохранительные клапаны, срабатывающие при повышении давления сверх допустимого. Применяют также различного рода компенсаторы (воздушные колпаки). При повышении давления упругая среда (воздух) сжимается и гидравлический удар гасится.

Истечение жидкости из отверстия и насадок

Различают отверстия тонкой стенки, а так же различные насадки.

Насадок – короткая труба, различных конфигураций, используемые на выходе жидкости из сосуда.