Расчет трубопроводов с последовательным и параллельным соединением труб. Расчет трубопроводов с путевым расходом. Расчет разветвленной и кольцевой сети

1.Расчёт параллельного и последовательного соединений :

При параллельном соединении расход магистрали распределяется по ответвлённым трубам, после соединения принимает прежнее значение.

Задача сводится к определению , , и т.д. – по каждой из параллельных труб, потери напора между точками ответвления и схождения при заданных значениях – общего расхода, длин и диаметров параллельных труб.

, т.е потери напора по длине во всех параллельно соединённых трубах одинаковы.

,; отсюда . , ; определить , , и т.д.

При последовательном соединении трубопровод составлен из участков с разными диаметрами труб. Рассмотрим два последовательно соединённых участка с и , для которых и определяются из условия , где – расходная характеристика заданного расхода. Установить длины труб каждого диаметра.

Пусть соответствует длина x,тогда – .

; ;

2.Путевой расход характеризуется удельным расходом – расходом на единицу длины трубопровода q, . На участке с путевым расходом расход меняется от до в конце участка. На расстоянии от начала , где - транзитный расход.

По формуле Шези: , решая интеграл

; . При отсутствии транзитного потока ( . На практике вместо (*) : .

По значению вычисляют диаметр трубопровода.

3.Расчёт разветвлённой цепи:

Магистраль разветвлённой цепи – линия от водонапорной башни до наиболее удалённой и высоко расположенной точки.

Ответвления – линии, отходящие от магистрали (1-го порядка – отходящие от магистрали, 2-го – от ответвлений 1-ого порядка).

При заданных расчётных расходах в узловых точках:

1)сеть разбивают на участки – простые трубопроводы;

2)в соответствии с планом местности устанавливают длины участков; отметки трубопроводов в узловых точках , , и т.д.; минимальные допустимые напоры в концевых точках сети ;

3)определяют расчётные расходы:

- - для конечных участков;

- - для участков без путевых расходов;

- - для участков с путевыми расходами.

4)определяют диаметры участков: , где – экономически выгодная скорость, соответствующая минимальным затратам. Полученное значение округлить до ближайшего по сортаменту;

5) определяют , затем ;напор в начале каждого участка из ( . , вычисленная последней – уровень воды в водонапорной башне или основа для расчёта насосной установки.

6)расчёт ответвлений: , из ( находят концевых точек, сравнивают с заданными ; условие правильно рассчитанного трубопровода: .

При заданных начальных и конечных значениях напора:

1) определяют расчётные расходы:

- - для конечных участков;

- - для участков без путевых расходов;

- - для участков с путевыми расходами.

2) ( - для всей магистрали;

– средний гидравлический уклон магистрали;

Для каждого участка расходная характеристика: ; диаметры труб, соответствующие , из таблиц: ближайшие меньшие и большие значения диаметров и , а по - и .

Рассматривают различные комбинации, выбирают такой, что: ( , где - число участков магистрали; далее подобрать вариант в соответствии с - меньшая масса труб.

3)установить напор из .

4)расчёт ответвлений, как в предыдущем случае.4.Расчёт кольцевой цепи:

Задача сводится к определению диаметров труб всех участков и напора в начале сети при заданных значениях расходов в узловых точках, длины участков, отметок трубопровода и их расположении.

В кольцевых сетях присутствует взаимозаменяемость участков при аварии на одном из них.

Условие баланса расходов в каждом узле: , где – алгебраическая сумма расходов, притекающих к узлу (положительные) и оттекающих от него (отрицательные).

Диаметры по через экономическую скорость.

Потери напора по длине на каждом участке: . Сеть увязана (рассчитана), если при данных расходах по ветвям кольцевой цепи потери напора по одной ветви кольца равны потерям напора по другой его ветви: , где – алгебраическая сумма потерь напора по кольцу. При этом принимают положительными потери напора, возникающие при движении воды по ходу часовой стрелки, отрицательными – против хода часовой стрелки.