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, с2/л6	Пределы изменения Q, л/с		А, с2/л6
	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	-	-	-	-