Самарский Государственный Технический Университет Кафедра теоретических основ теплотехники

Самарский Государственный Технический Университет Кафедра теоретических основ теплотехники и гидромеханика Тема: гидравлический расчет трубопроводов Работу выполнили: Правдин А. А. Ролинский Т. В.

Содержание • 1. Классификация трубопроводов. • 2. Расчет простого трубопровода. Характеристика трубопровода. • 3. Последовательное и параллельное соединение трубопроводов. • 4. Трубопровод с насосной подачей жидкости. • 5. Гидравлический удар в трубопроводах. • 6. Кавитация. Сифонный трубопровод.

Аммиакопровод Водовыпуск Водопровод Воздухопровод Гидротранспорт полезных ископаемых Канализация Нефтепродуктопровод (нефтепродуктовод) Классификация трубопроводов Теплопровод Газопровод Этиленопровод Мазутопровод Нефтепровод Продуктопровод Водосток Пневматическая почта Паропровод

Стальные трубы делятся по способу изготовления По способу производства • Бесшовные • Катаные в горячем и холодном состоянии • Холоднодеформированные в холодном и теплом состоянии • Прессованные Сварные • печная сварка встык • электросварка сопротивлением • газоэлектросварка • Круглые По профилю сечения • Фасонные (профильные) – овальные прямоугольные, квадратные, трех-, шести-, восьмигранные, ребристые, сегментные, каплевидные и др. профилей. • По размеру наружного диаметра DH (mm): • Малых диаметров (капиллярные) -0, 3. . 4, 8 • Малых размеров - 5. . . 102 • Средних размеров- 102. . 426 • Немерной длины По длине при диаметре до 30 мм - не менее 2 м при диаметре от 30 мм 70 мм - не менее 3 м при диаметре от 70 до 152 мм - не менее 4 м при диаметре более 152 мм - не менее 5 м • Мерной длины: При диаметре до 70 мм – от 5 до 9 м; При диаметре от 70 до 219 мм – от 6 до 9 м; При диаметре от 219 до 426 мм – от 10 до 12 м. • Кратной длины: любой кратности, не превышающей нижнего предела, установленного для мерных труб, при этом общая длина кратных труб не должна превышать верхнего предела, установленного для мерных труб. Припуск каждой кратности установлен по 5 мм (ГОСТ 10704 -91 ).

Гидравлический расчет простого трубопровода производится с помощью уравнения Бернулли: Здесь h 1 -2 – потери напора (энергии) на преодоление всех видов гидравлического сопротивления, приходящиеся на единицу веса движущейся жидкости Потери напора в местных сопротивлениях определяются по формуле Вейсбаха: Где ò– коэффициент местного сопротивления, зависящий от конфигурации местного сопротивления и числа Рейнольдса. Зависимость потерь напора h 1 -2 от расхода называется характеристикой трубопровода h=h(Q) с учетом разности отметок ∆z (h 1 -2 + ∆z при z 1< z 2 и h 1 -2 ∆z при z 1>z 2) ht – потери напора на трение по длине потока, Óhм – суммарные потери напора на местном сопротивлении Потери напора на трение по длине потока определяются по формуле Дарси-Вейсбаха где L –длина трубопровода, d -диаметр участка трубопровода, v - средняя скорость течения жидкости, ë -коэффициент гидравлического сопротивления, в общем случае зависящий от числа Рейнольдса H=H(Q)

Основные уравнения: Последовательное соединение Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q Σh. M-N = Σh 1 + Σh 2 + Σh 3 Эти уравнения определяют правила построения характеристик последовательного соединения труб Параллельное соединение Pасход жидкости в основной магистрали: Q = Q 1 = Q 2 = Q 3 потери напора в каждом из трубопроводов через полные напоры в точках М и N : Σh 1 = HM - HN; Σh 2 = HM - HN; Σh 3 = HM - HN Σh 1 = Σh 2 = Σh 3 Формируется правило: для построения характеристики параллельного соединения нескольких трубопроводов следует сложить абсциссы (расходы) характеристик этих трубопроводов при одинаковых ординатах ( Σ h). Σh 1 = K 1 Q 1 m; Σh 2 = K 2 Q 2 m; Σh 3 = K 3 Q 3 m

В машиностроении основным способом подачи жидкости является принудительная ее подача насосом. Составим уравнение Бернулли для сечений 0 -0 и 1 -1: Уравнение Бернулли для движения жидкости по напорному трубопроводу, т. е. для сечений 2 -2 и 3 -3: Определим ту энергию, которую приобретает, проходя через насос, каждая единица веса жидкости: Основное уравнение для всасывающих трубопроводов.

жидкость движется со скоростью υ0, произведено мгновенное закрытие крана Ударное повышение давления распространится на всю длину трубы сечение n-n перемещается обратно к крану с той же скоростью c, оставляя за собой выровненное давление P 0 Bозникает отрицательная ударная волна под давлением P 0 - ΔPуд , что обусловлено снижением давления Состояние трубы в момент прихода отрицательной ударной волны к резервуару

Протекание гидравлического удара во времени иллюстрируется диаграммой Штриховыми линиями показано теоретическое изменение давления у крана в точке А, а сплошной действительный вид картины изменения давления по времени Если давление P 0 невелико (P 0 < ΔP уд), то картина изменения амплитуды давления получается несколько иная, примерно такая

Кавитация как враг гидравлической техники Кавитация-процесс вскипания жидкости в трубопроводе, за счет сужения трубопровода

На заводе торгового оборудования мучались с очисткой внутренних поверхностей труб. Попробовали с помощью кавитации и поразились: зеркало! Такой чистоты и в ружейных стволах не бывает. Схема для кавитационной обработки деталей. 1 - ванна; 2 - сердечник; 3 - соленоид

• Сифонный трубопровод — трубопровод, некоторые участки которого располагаются выше уровня жидкости, находящейся в резервуаре, из которого происходит её подача скважины пьезометрическая линия сборный сифонный трубопровод приемный или сборный резервуар