Движение жидкости в напорном трубопроводе, страница 7

Определить расходы в каждой ветви трубопровода. Геодезические отметки подачи воды  м и м. Расстояние от уровня воды в башне до плоскости 0-0  м. Местными сопротивлениями пренебречь.

Рис. 5.8. К примеру 5.5

Напор в сечении В-В определим, используя уравнение Бернулли, приняв плоскость сравнения 0-0. Первое сечение совпадает со свободной поверхностью воды водонапорной башни, второе сечение - сечение В-В.

Принимаем , , согласно условию примера местные потери равны нулю. Тогда из уравнения Бернулли получим

,

где  - гидравлические потери по длине трубопровода до разветвления.

По табл. 5.3 для стальной трубы диаметром  м находим удельное сопротивление  с²/м⁶. Потери напора по длине  в трубопроводе при расходе Q

 м.

Напор в сечении В-В

 м.

Согласно формуле (5.25) напор в сечении

.

По табл. 5.3 для трубы  м находим  с²/м⁶;  м.

Расход в этом трубопроводе

 м³/с.

Расход в трубопроводе диаметром м

;  м³/с

Параллельные трубопроводы

Параллельными трубопроводами называются трубопроводы, которые имеют свое начало в общем сечении и заканчиваются в другом общем сечении.

На рис. 5.9 представлена схема параллельного соединения трех трубопроводов, имеющих разную длину и диаметр.

Рис. 5.9. Схема параллельного соединения трех трубопроводов

В точке В напор , а в точке С напор .

Расход до разветвления (точка В) равен сумме расходов в трубах 1, 2 и 3: . Разность напоров в точках . Точки В и С принадлежат всем трем трубопроводам. Разность напоров в местах соединения труб одинакова, следовательно, гидравлические потери в каждой ветви трубопровода:

;

;                                                    (5.26)

.

Таким образом, можно считать, что гидравлические потери во всех параллельно соединенных трубопроводах независимо от их количества, длины и диаметра одинаковые: . Полагая, что местные гидравлические потери малы по сравнению с потерями по длине и используя водопроводную формулу (4.44), получим систему уравнений:

;

;                                                       (5.27)

.

Рис. 5.10. Графики характеристик отдельных параллельно соединенных трубопроводов

Расчет параллельно соединенных трубопроводов заключается в определении расходов в каждом из них и основывается на использовании уравнений (5.26) и (5.27). Количество уравнений определяется числом трубопроводов, присоединенных к сечениям В и С. Используя эти уравнения, можно построить графики функций характеристик отдельных трубопроводов  (рис. 5.10).

Для удобства построения графиков можно применить параметр  (сопротивление трубопровода): ; ;  и т.д.

Зависимость гидравлических потерь имеет следующий вид: .

Характеристика параллельно соединенного трубопровода строится путем сложения по горизонтали расходов  при одинаковых .

♦ Пример 5.6

На водоводе между точками В и С установлены три параллельных трубопровода (см. рис. 5.9). Расход в водоводе до разветвления  м³/с Длины и диаметры трубопроводов:  м,  м,  м; мм,  мм,  мм. Определить расходы в отдельных стальных трубопроводах и потери напора между точками В и С.

Гидравлические потери в трубопроводах 1, 2 и 3

.

По табл. 5.3    находим значения удельных сопротивлений для стальных труб:

 мм,         с²/м⁶;

 мм,        с²/м⁶;

 мм,         с²/м⁶.

Выразим  и  через , используя равенство потерь напора в трубопроводах, получим:

;

.

Расход в водоводе равен сумме расходов в трубопроводах:

.

Расход во втором трубопроводе

 м³/с.

В первом трубопроводе  м³/c.

В третьем трубопроводе  м³/с

Потери напора между точками В и С

 м.

5.5. ПРИНЦИПЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА

ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

Водопроводная сеть является одной из главных частей системы водоснабжения.

Водопроводная сеть состоит из магистральных и распределительных трубопроводов. Магистральные трубопроводы (линии) в основном осуществляют транспортировку воды, а распределительные трубопроводы обеспечивают подачу воды из магистральных линий непосредственно на объекты водопотребления.