Учебно-методическое пособие Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2007. 116 с (стр. 15 из 21)
Q1 = Q/(1 + в1 + в2+…+ вn-1 ). (3.21)
Из уравнений (3.20) соотношения расходов определяются предварительные расходы по параллельным ветвям трубопровода, а по их значениям – средние скорости движения потока. Устанавливается фактическая зона сопротивления и при необходимости в уравнения (3.20) вводят поправочный коэффициент q1 и уточняют величины расходов.
Определив расходы по ветвям трубопровода, для одной из них по расчетной зависимости (3.7) находят потери напора по длине потока и общие потери.
Более подробно методику гидравлического расчета длинных трубопроводов при последовательном и параллельном соединениях труб разных диаметров рассмотрим на примере.
Пример 3.1. По горизонтальному новому чугунному трубопроводу, состоящему из трех последовательно соединенных участков труб разных диаметров: d1 = 200 мм; d2 = 150 мм; d3 = 100 мм и длине l1 = 250 м; l2 = 200 м; l3 = 180 м, показанных на рис. 3.1,а, подается вода от водонапорной башни к потребителям в виде непрерывной раздачи на участках АВ – Qp1 = 10л/с и CD – Qp2 = 12л/с, а также транзитных расходов в узловые точки В – Q1 = 6 л/с; С – Q2 = 4 л/с; D – Q3 = 7 л/с.
Определить отметку пьезометрической линии водонапорной башни ÑБп, если отметка пьезометрической линии в конце трубопровода ÑDп = 15,0 м; как распределятся транзитные расходы на каждой линии трубопровода и изменится отметка пьезометрической линии в пункте А, если трубы соединить параллельно, а непрерывная раздача остается, как при последовательном соединении?
Решение. 1. Является очевидным, что при последовательном соединении труб разных диаметров отметка пьезометрической линии водонапорной башни
где Kм – коэффициент, учитывающий потери напора на местные гидравлические сопротивления и принимается Kм = 1,05…1,10.
В расчете принят Kм = 1,10.
Потери напора по длине определяются по расчетной завиисмости (3.7), для чего по зависимости (3.8) определяются на каждом участке трубопровода расчетные расходы и средние скорости движения воды, т.е.
QABрасч = 0,55Qp1+Qp2+Q1+Q2+Q3=0,55×10+12+6+4+7=34,5 л/с;
QВСрасч = Qp2+Q2+Q3=12+4+7=23,0 л/с;
QCDрасч = 0,55Qp2+Q3=0,55×12+7=13,6 л/с;
м/с; 
м/с; 
м/с,где площади сечения трубопроводов приняты по величинам диаметров трубопровода из табл.8 приложения в единицах измерения дм2×10.
По табл.9 приложения для новых чугунных труб для заданных диаметров определяются скорости, при превышении которых наступает квадратичная зона сопротивления, т.е.
= 3,1м/с; 
=2,95 м/с; 
м/с.
Сопоставляя средние скорости движения потока V c Vкв, видно, что на всех участках трубопровода движение потока происходит в неквадратичной зоне сопротивления и поэтому в расчетной зависимости (3.7) поправочный коэффициент на зону сопротивления q2>1,0. Его значение определим по табл.10 приложения:
q2АВ = 1,20; q2ВС = 1,165; q2CD = 1,11.
По значению диаметров и материалу трубопровода по табл.8 приложения определяются удельные сопротивления:
АквАВ=0,00647 с2/л2; АквВС=0,0296 с2/л2; АквСD=0,253 с2/л2.
Подставив расчетные параметры в исходное уравнение (3.7), получим искомую величину
2. При параллельном соединении труб разных диаметров и длин потери напора по длине на каждой линии будут одинаковы и, предполагая движение в квадратичной зоне сопротивления, их величина определяется по формуле (3.19):
где
, 
, 
– расходные характеристики соответствующих линий трубопровода для квадратичной зоны сопротивления. Принимаются по табл.8 приложения и составляют: 
= 393,00 л/с; = 183,90 л/с; = 62,85 л/с.Тогда предварительный расчетный расход для каждой линии трубопровода определится по формуле (3.6):
Затем определяется средняя скорость движения воды на каждой линии трубопровода:
По табл. 9 приложения определяются средние скорости Vкв, при превышении которых наступает квадратичная зона сопротивления:
Vкв1 = 3,10 м/с; Vкв2 = 2,95 м/с; Vкв3 = 2,80 м/с.
Из сопоставления скоростей V и Vкв видно, что на всех линиях трубопровода зона сопротивления неквадратичная. По значению средней скорости V и материалу трубопровода по табл. 10 приложения определяются поправочные коэффициенты на зону сопротивления, которые составят:
q1¢ = 0,848; q1¢¢ = 0,840; q1¢¢¢ = 0,813.
С учетом поправочных коэффициентов во втором приближении уточняется величина потерь напора и расходов на каждой линии трубопровода:
Распределение расходов по линиям трубопровода при их параллельном соединении можно определить другим способом по зависимостям (3.20) и (3.21).Тогда
откуда
откуда
.В свою очередь, расчетный расход трубопровода
,откуда
Предварительные расчетные расходы по остальным линиям трубопровода будут равны:
л/с; 
л/с.Так как предварительные расчетные расходы получились практически одинаковые, как в первом случае, то аналогичной будет и зона сопротивления, а следовательно, и поправочные коэффициенты на нее, т.е.
С учетом зоны сопротивления распределение расчетных расходов по линиям трубопровода составит:
откуда
откуда
.Тогда
; 
Потери напора по длине на первой линии трубопровода
где
– поправочный коэффициент на зону сопротивления. Принят из табл.9 приложения при V1 = 0,54 м/с;Акв1– удельное сопротивление для d1 = 200 мм чугунных труб. Принято из табл.8 приложения Акв1 = 0,00647 с2/л2.