Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU (948287), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Способ графического определения параметров при последова- Ь з г тельном соединении трубопроводов показан на рис. 3.17. ХЬ! Параллельное соединение трубо- проводов. Иа рис. 3.18 показано пауз раллельное соединение нескольких й простых трубопроводов между точка- 2 1 ми — узлами М и й1. Полные напоры в 2 2 узлах М и Ю обозначены Нзг и Пи соответственно; расход в основной магистрали Д; расходы в параллельных а трубопроводах Дь Ог, 01; потери напора в трубопроводах соответственРис. 3.17. Построение харак- но Ьь 62, Ьз.
Потери напора в месттеристнк последовательно со- ных гидравлических сопротивлениях и еднненных трубопроводов скоростные напоры не учитываются. Из уравнения Бернулли для каждого трубопровода при равенстве потерь напора в трубопроводах имеем рм кр~ рк г г ч- а, — = яр ч- — -ь а, — ч- Ч ~Ь„„,; рд 2д рд 2я 122 Гл. 3. Местные гидравлические сопротивления и расчет трубопроводов Рм !'2 Рн ~г 2 2 — ' +,— +~ь, „ рд Я рд 228 Рм Уз Ач ез 2 2 ем+ — +Пз — =Яч+ — +из — +,«Й, з рд гд рд гд ~'злат! ~)!пал 2 ~~ '!иааЗ ОМ !~У ° ~2 Рм о о! О, оз д, О в б Рис. 3.18.
Схема !о) н построение характеристик параллельно соединенныхтрубопроводов(б) Окончательно получаем систему уравнений Ох =О! +О!+02' ~~- ! =1!!О! '; ;«„Ь„т, = ~,дУ', ;)"„1.,2 = Ьзй"'; ~ 1„! = ~й„тз =,'«й„тз - -Нм — К,, где первое уравнение описывает баланс расходов; следующие три— потери напора для каждого трубопровода, определяемые характеристиками простых трубопроводов; последнее — равенство потерь в трубопроводах, которое позволяет определить необходимые параметры трубопроводов. Основные правила параллельного соединения простых трубопроводов.
1. При течении жидкости в магистрали потери напора в каждом из всех параллельно соединенных трубопроводов одинаковые. 2. Полный расход в магистрали равен сумме расходов во всех параллельно соединенных трубопроводах. 123 Ч. У, Гидравлика В основном при расчетах проводят замену параллельных трубопроводов эквивалентным трубопроводом, приводя эту схему к простому трубопроводу, и находят параметры, исходя из следующих условий: 0вкв О! ~ 02 + 03 Способ графического определения параметров магистрали с параллельным соединением трубопроводов показан на рис. 3.18, б.
Сложный трубопровод. Сложный трубопровод имеет разветвленные участки, состоящие из нескольких трубопроводов (ветвей), между которыми распределяется жидкость, поступающая в сложный трубопровод из одного нли нескольких пнтателей (рис. 3.19). Сечения сложного трубопровода, в которых смыкаются несколько ветвей, называют узлами. а б Рис.
3.19. Схема (а) и построение характеристик (б) сложного трубопровода Для расчета параметров сложного трубопровода и входящих в него ветвей составляют систему уравнений, включающую в себя уравнения для одиночных простых трубопроводов и уравнения баланса расходов в узлах, которые устанавливают функциональные связи мсжду параметрами, определяющими потоки жидкости в трубопроводах (размеры каналов, расходы н напоры). При расчете сложного трубопровода в основном пренебрегают местными потерями в узлах„на входе и выходе.
В подобных задачах, как правило, неизвестны расходы в каждом из трубопроводов. Для расчета сложного трубопровода, показанного на рис. 3.19, а, в каждый узел (А и В) устанавливают пье- 124 Гл. 3. Местные гидравлические сопротивления и расчет трубопроводов зометры и получают четыре простых трубопровода, для которых записывают уравнения, определяющие характеристики трубопроводов.
Чтобы система уравнений была полной, необходимо дополнить ее уравнением баланса расходов в узлах А и В. Система уравнений для расчета сложного трубопровода имеет вид Н вЂ” УА = ксЯ, УА УВ к202 2. УА УВ к303 УВ =2сль24' 2. й =024-й; 02 4 '«'.3 04 Имеется шесть уравнений для определения параметров двух узлов и четырех трубопроводов.
Требуется рассчитать расходы Д~', Д2', Дз, Ц~, С учетом правил соединения параллельных трубопроводов Н=)ссФ+1с2Ф+ "4Ы 1с2Ы =~сз0з Таким образом, ф = ~2 + + 03 04. Алгоритм графического определения параметров сложного трубопровода: 1) в каждый узел устанавливают пьезометры и фиксируют уровни УА и УВ напоров; 2) разбивают сложный трубопровод на простые и строят к,ф; 1с,ф; й,~~Я; /с,ф; 14ф; 3) эквивалент параллельных трубопроводов (2+ 3) получают сложением расходов Д2, и Цз; при Н;; 4) для последовательных трубопроводов находят сумму напоров(Ь! +62, +64)порасходу ф; 5) задавая Н„получают К, = Дз — Д4 — 02 + Дз 6) по сумме расходов (й2+Яз) находят 02 и ~3. Трубопровод с насосной подачей. Устройства, преобразующие механическую энергию твердого тела в механическую энергию потока жидкости, называют насосами.
Напор насоса (энергия, со- 125 Ч.1 Гидравлика 3 общаемая насосом единице массы перскачиваемой жидкости) затрачивается на изменение напора потока и ) ( ЛР преодоление местных гидравличеи Н «3 1 г ских сопротивлений в трубопроводе. В разомкнутом трубопроводе, ! г показанном на рис. 3.20, Н! — геометрическая высота всасывания; 0— О О 1 — линия всасывания; Нг — геометрическая высота нагнетания; 2 — 3— Рис.
3.20. Схема трубопровода с насосной подачей линия нагнетания. Жидкость через сечение 3-3 поступает из трубопровода потребителю. Уравнение Бернулли для расчета трубопровода с насосной подачей в сечениях 0-0 и 1 — 1 имеет вид г — =Н,+ — +а! — + г Ьо ! Ро р! 1'! рд р~ 2я и отражает затраты энергии на подъем потока жидкости на высоту Н! = г! — го со скоростью Р! и преодоление сопротивлений трубопровода 0-1. Преобразуем это уравнение следующим образом; Левая часть уравнения определяет напор потока жидкости на входе в насос. Уравнение Бернулли д!гя расчета трубопровода в сечениях 2 — 2 и 3 — 3 имеет вид Рг кг Р3 — + аг — = Нг + — + !хз — +,Р „1зг-з рд 2д рд 2д н отражает баланс энергий на напорном трубопроводе 2 — 3, где Нг = гз — гг, при этом левая часть уравнения определяет напор потока жидкости на выходе нз насоса.
126 Гл. 3. Местные гидравлические сопротивления и расчет трубопроводов Развиваемый насосом напор при условии, что 2~ = 22, равен разности напоров на выходе и входе насоса. С помощью уравнений Бернулли получаем выражение напор на выходе напор на входе Согласно этому уравнению, потребный напор для продвижения жидкости по трубопроводу с насосной подачей 2 Нпоча =Н2+Н2 -е +(Хз — -~- г' ЬО 1+ ~' Ь2 3, Рз Ро Рз рд 2д илн Н Л Рз Ро д2 Ьц2 РЫ где Лг = Н, + Н2 — полная геометрическая высота подъема жидкости (для замкнутого трубопровода Лг = 0); сф = аз рЯ2д — скоростной напор в сечении 3 — 3; Ьф = х Ьц, +') Ь2 з — суммарные потери. Иногда статический напор обозначают Лг'=Ля+(Рз Р4рк.
тогда Нп =Л '+сг22+ЬО2 Для работы системы в установившемся режиме должно выполняться равенство Нн = Н„ При совместной работе трубопровода и насосной системы рабочие характеристики насоса Нн =~Я) и трубопроводной системы Нн = ДД) строят в одинаковом масштабе. Точку пересечения построенных характеристик называют рабочей точкой установившегося режима, она соответствует потребляемому напору и расходу жидкости. 127 ЧН. Гидравлика 3.5. Примеры ретпеиия задач 3.1.
Резервуар перегорожен стенкой, в которой есть отверстие с острой кромкой. Жидкость вытекает через два цилиндрических насадка. Диаметры отверстия и насадков одинаковые и равны с!о. Коэффициенты расходов: отверстия с острой кромкой цм, =. 0,6; цилиндрического насадка цв„= 0,82.
Суммарный расход составляет Дж Определит!с 1) расход через левый 0вав и правый 0нрав насадки; т) ~у 2) как надо изменить диаметр сто ле- вого насадка, чтобы Я„, = Д,р ? К задаче 3.1 Решение. Проведем плоскость отсчета по краям выхода насадок. ~2 1) 0нп~ =0нрав~ 12нв в рвтв 28(Н! Нз)~ 4 ""о г= Я~ран в'нас ч 2еН2 4 р„тв(Н! — Н!) = вайасНз,' Н! — — 2,75Нз,' "а?о т — лало т— Й.
мавв р марав в'нас х! 2аН1 + в'нав ат 28Нз 4 4 (2 = !!нас в!28Нз (~~2 75 ! 1), отсюда находим Нь а затем Дв„и Д„р . ха!то г— 2) (вт/2 = цн„а)2яН! и отсюдадиаметр а?о. 4 3.2. Определить направление потока жидкости и расход Д в системе, показанной на рисунке. Известны следующие параметры: !в|, !т!', Р..«; Р; а !; тнй й» ааъ тв; Ч Реитение. Для определения направления течения жидкости необходимо определить положение пьезометрических поверхностей ПП 0 н ПП 3 двух емкостей относительно линии геометрического напора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
