Движение жидкости в напорном трубопроводе, страница 5

Коэффициент местного сопротивления на входе в трубу ; , колена  (табл. П1.4 приложения).

При внезапном сужении трубопровода коэффициент сопротивления вычисляется по формуле И. Идельчика (4.144):

,

где  - показатель сужения потока.

;

.

Расход  м3/с.

Средние скорости на участках трубопровода:

 м/с;

 м/с.

Коэффициенты системы первого и второго трубопроводов

;

.

Потери напора

м.

Избыточное давление (принимаем  Н/м3)

 Па  МПа.

5.3. РАСЧЕТ ДЛИННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

При расчете длинных трубопроводов местные потери напора незначительны в сравнении с потерями напора по длине, и ими можно пренебречь.

Длинными трубопроводами являются магистральные водоводы и другие трубопроводы большой протяженности. При их расчетах для получения оптимальных потерь напора по длине среднюю скорость V принимают в пределах 0,71,5 м/с. Такое допущение приводит к тому, что скоростной напор  изменяется в пределах до 0,11 м. Такие значения скоростного напора позволяют исключить его из полного напора Н, и он будет равен

,                                                         (5.18)

где z - геометрическая высота;  - гидравлические потери в водоводе;  - геометрическая высота наивысшего расположения водоразбора.

В длинных водоводах гидравлические потери определяются потерями по длине, поэтому принимается .

При расчете водоводов вводится полный свободный напор

,                                                     (5.19)

где  - свободный напор излива, зависящий от этажности здания или сооружения, куда подается вода;  обычно рекомендуется принимать не менее 10 м.

Потери напора по длине трубопровода вычисляются, как правило, по водопроводной формуле

,

где  - удельное сопротивление.

При использовании формулы Шези

, .

В табл. 5.3 приведены значения А для стальных труб при эквивалентной шероховатости  мм и для чугунных труб при  мм. Коэффициент гидравлического трения  определялся по формуле  для квадратичной области сопротивления.

Для вычисления удельного сопротивления в неквадратичной области сопротивления при определении  вводится поправка . Удельное сопротивление с учетом поправки на неквадратичность сопротивления

,                                                              (5.20)

где А - удельное сопротивление трубопровода для квадратичной зоны сопротивления (табл. 5.3);  - поправка на неквадратичность сопротивления.

Значения поправки на неквадратичность  для воды в зависимости от средней скорости потока в трубе при  и 1 мм приведены в табл. 5.4.

При определении удельного сопротивления  и . Коэффициент Шези .

Гидравлический радиус  ( - площадь сечения трубы;  - периметр живого сечения). .

В табл. 4.1 гл. 4 приведены значения коэффициента шероховатости  и эквивалентной шероховатости  для различных труб.

Значения модуля расхода К и удельного расхода А для различных труб приведены в литературе [4, 5, 6].

Таблица 5.3 - Значения А и предельных расходов Q, л/с

Диаметр, мм

Стальные трубы

Чугунные трубы

Пределы изменения

Q, л/с

А, с26

Пределы изменения

Q, л/с

А, с26

верхний

нижний

верхний

нижний

100

9,3

13,4

6,6

10,6

125

13,4

19,0

10,6

16,8

150

19,0

25,0

16,8

28,3

175

25,0

33,4

-

-

-

200

33,4

53,0

28,3

51,2

250

53,0

82,0

51,2

82,2

300

82,0

118

82,2

121

350

118

161

121

167

400

161

211

167

220

450

211

268

220

286

500

268

360

286

394

600

360

507

394

581

700

507

676

581

808

800

676

888

808

1080

900

888

1130

1080

1396

1000

ИЗО

1528

1396

1930

1200

1528

2197

-

-

-

-

1400

2197

2810

-

-

-

-

1500

2810

3248

-

-

-

-