Что такое короткий трубопровод

Что такое короткий трубопровод

6.1. Что такое короткий трубопровод?

а) трубопровод, в котором линейные потери напора не превышают 5…10% местных потерь напора;
б) трубопровод, в котором местные потери напора превышают 5…10% потерь напора по длине;
в) трубопровод, длина которого не превышает значения 100d;
г) трубопровод постоянного сечения, не имеющий местных сопротивлений.

6.2. Что такое длинный трубопровод?

а) трубопровод, длина которого превышает значение 100d;
б) трубопровод, в котором линейные потери напора не превышают 5…10% местных потерь напора;
в) трубопровод, в котором местные потери напора меньше 5…10% потерь напора по длине;
г) трубопровод постоянного сечения с местными сопротивлениями.

6.3. На какие виды делятся длинные трубопроводы?

а) на параллельные и последовательные;
б) на простые и сложные;
в) на прямолинейные и криволинейные;
г) на разветвленные и составные.

6.4. Какие трубопроводы называются простыми?

а) последовательно соединенные трубопроводы одного или различных сечений без ответвлений;
б) параллельно соединенные трубопроводы одного сечения;
в) трубопроводы, не содержащие местных сопротивлений;
г) последовательно соединенные трубопроводы содержащие не более одного ответвления.

6.5. Какие трубопроводы называются сложными?

а) последовательные трубопроводы, в которых основную долю потерь энергии составляют местные сопротивления;
б) параллельно соединенные трубопроводы разных сечений;
в) трубопроводы, имеющие местные сопротивления;
г) трубопроводы, образующие систему труб с одним или несколькими ответвлениями.

6.6. Что такое характеристика трубопровода?

а) зависимость давления на конце трубопровода от расхода жидкости;
б) зависимость суммарной потери напора от давления;
в) зависимость суммарной потери напора от расхода;
г) зависимость сопротивления трубопровода от его длины.

а) разность геометрической высоты Δz и пьезометрической высоты в конечном сечении трубопровода;
б) сумма геометрической высоты Δz и пьезометрической высоты в конечном сечении трубопровода;
в) сумма пьезометрических высот в начальном и конечном сечении трубопровода;
г) разность скоростных высот между конечным и начальным сечениями.

6.8. Если для простого трубопровода записать уравнение Бернулли, то пьезометрическая высота, стоящая в левой части уравнения называется

а) потребным напором;
б) располагаемым напором;
в) полным напором;
г) начальным напором.

6.9. Кривая потребного напора отражает

а) зависимость потерь энергии от давления в трубопроводе;
б) зависимость сопротивления трубопровода от его пропускной способности;
в) зависимость потребного напора от расхода;
г) зависимость режима движения от расхода.

6.10. Потребный напор это

а) напор, полученный в конечном сечении трубопровода;
б) напор, который нужно сообщить системе для достижения необходимого давления и расхода в конечном сечении;
в) напор, затрачиваемый на преодоление местных сопротивлений трубопровода;
г) напор, сообщаемый системе.

6.11. При подаче жидкости по последовательно соединенным трубопроводам 1, 2, и 3 расход жидкости в них

6.13. При подаче жидкости по параллельно соединенным трубопроводам 1, 2, и 3 расход жидкости в них

6.15. Разветвленный трубопровод это

6.16. При подаче жидкости по разветвленным трубопроводам 1, 2, и 3 расход жидкости

Источник

Классификация трубопроводов

Все многообразие трубопроводов делят условно на короткие и длинные простые и сложные.

Короткие и длинные трубопроводы

В коротком трубопроводе потери удельной механической энергии на местных сопротивлениях и по длине соизмеримы.

В длинных трубопроводах потери на местных сопротивлениях малы по сравнению с потерями по длине. При расчете длинных трубопроводов потери в местных сопротивлениях учитывают завышая потери по длине на 5-10%.

Простые и сложные трубопроводы

Простым трубопроводом называют такой, которые не содержит ответвлений и разветвлений и собран из труб одного диаметра. Во всех остальных случаях трубопровод называют сложным.

Получается, что сложным называют трубопровод, состоящий из труб разного диаметра, включающий ответвления.

Различают последовательное и параллельное соединение участков в сложных трубопроводах.

Последовательное соединение

Пример последовательного соединения показан на рисунке.

Такой трубопровод состоит из участков, включенных последовательно друг другу. При отсутствии утечек расход жидкости в каждом из на всем протяжении трубопровода будет постоянен и одинаков.

Параллельное соединение участков

Пример параллельного соединения показан на рисунке.

При параллельном соединении труд расход между ними распределяется таким образом, чтобы потери напора на каждом участке были одинаковы и равнялись концевой разности напора.

Источник

Основы гидравлики

Гидравлический расчет трубопроводов

Трубопроводы и их классификация

Трубопроводами в народном хозяйстве называют искусственно созданные сооружения, предназначенные для транспортировки жидких, газообразных или твердых веществ, либо их смесей за счет разницы давлений в поперечных сечениях трубы.

В гидравлике при расчете трубопроводов их подразделяют на короткие и длинные. Такое деление является условным, и основано на величине потерь напора при перемещении жидкости по трубопроводу.
В длинных трубопроводах потери напора по длине значительно превышают местные потери напора, а в коротких трубопроводах эти потери соизмеримы между собой.
Принято считать, что при длине l l > 100 м – трубопровод длинный.
При l = 50…100 м, в зависимости от соотношения потерь напора, трубопровод может быть длинным либо коротким.

Гидравлический расчет короткого трубопровода

Короткие трубопроводы рассчитывают непосредственно по уравнению Бернулли, представленному в следующем виде:

Здесь Б = 8/gπ 2 dр 2 – величина, зависящая от расчетного диаметра трубы и определяемая по специальным справочным таблицам;
ξ – коэффициент местных сопротивлений;
S₀ = 8λ/π 2 gd 5 – удельное сопротивление трубы;
l – длины участков трубопроводов;

Н_н и Н_к – пьезометрические напоры в начале и конце трубопровода, определяемые по формуле:

где:
z – геодезическая отметка какой-либо точки трубопровода;
р – избыточное давление в этой точке;
р/ρg – пьезометрическая высота (свободный напор).

При расчетах трубопроводов применяют различные эмпирические зависимости и формулы, полученные экспериментально-опытным путем, позволяющие определить коэффициент гидравлического трения:

При скоростях потока v (переходная область сопротивления) удельные сопротивления S₀ определяют по формуле

где θ – поправочный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости.

При расчетах коротких трубопроводов из уравнения Бернулли (1) определяют (в зависимости от условий задачи) расход Q или необходимый напор Н_н в начале трубопровода, либо диаметр трубопровода d и т. д.

Гидравлический расчет длинного трубопровода

Длинные трубопроводы рассчитываются, как и короткие, по уравнению Бернулли, но местными потерями и скоростными напорами в них пренебрегают ввиду их относительной малости.
Для большей точности местные потери напора можно приближенно учесть, приняв расчетную длину трубопровода на 5-10 % больше фактической.
С учетом этого уравнение (1) принимает вид:

Знак суммы Σ указывает, что если трубопровод состоит из нескольких последовательных участков, то потери напора на них складываются. Для одиночного трубопровода формула (2) упрощается:

Для расчета длинных трубопроводов применяется также формула

Значения расходных характеристик К_кв стальных, бетонных и железобетонных трубопроводов, имеющих разный коэффициент шероховатости, приводятся в справочных таблицах. При этом потери напора для труб, работающих в квадратичной области сопротивления (при скорости потока v ≥ 1,2 м/с) определяются по формуле:

При работе стальных труб в переходной области сопротивления ( v ) расходная характеристика определяется по формуле:

При проектировании новых трубопроводов могут быть неизвестны две величины – напор в начальной точке и диаметр трубы. В этом случае задаются диаметром трубопровода (в зависимости от требуемого расхода) и рекомендуемыми из экономических соображений предельными скоростями v_пр :

Предельные скорости потока (в зависимости от величины расхода и материала труб) приводятся в справочных таблицах. Для ориентировочных расчетов можно принимать средние значения предельных скоростей для данного материала труб.

Если на участке трубопровода производится непрерывная раздача воды по пути, то расчетный расход увеличивается:

Если в начале трубопровода напор создается насосом, то его мощность определяется по формуле:

где:
η – коэффициент полезного действия насоса;
Н_нас = h + ΣS₀Q 2 l – полный напор насоса, состоящий из геометрической высоты подъема h = H_св + z_к – z_н (здесь Н_св = р_к/ρg – свободный напор в конце трубопровода) и суммы потерь напора на всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

Если высота всасывания и потери напора во всасывающей трубе незначительны, то напор насоса можно принимать как сумму высоты нагнетания и потерь напора при нагнетании.

Источник

Понятие о длинных и коротких трубопроводах

При гидравлическом расчете напорные трубопроводы разделяются на длинные и короткие.

К длинным трубопроводам относятся трубопроводы, в которых местные потери напора пренебрежимо малы по сравнению с потерями напора по длине.

При гидравлическом расчете таких трубопроводов местными потерями напора или пренебрегают вовсе, считая, что , или принимают их ориентировочно в размере 5-10% от потерь напора по длине, то есть

К коротким трубопроводам относятся трубопроводы небольшой длины, например всасывающие трубы насосных станций и сифоны. В этих трубопроводах местные потери напора являются величинами одного порядка с потерями напора по длине. Поэтому при гидравлическом расчете коротких трубопроводов вычисляются потери отдельно для каждого местного сопротивления.

Длинные напорные трубопроводы подразделяются на простые и сложные. Простым считается трубопровод постоянного или переменного диаметра без ответвлений (рис.5а,б). Сложным является трубопровод постоянного или переменного диаметра, имеющий одно или несколько ответвлений. Сложные трубопроводы, в свою очередь, подразделяются на незамкнутые (тупиковые), рис.6а и на замкнутые (кольцевые), рис.6 б,в.

Источник

VII. Блок 7. Расчет коротких трубопроводов

1. Что такое короткий трубопровод?

В котором потери местный приблизительно равны потерям по длине

2. Какие трубопроводы называются длинными?

В которых местными потерями можно пренебречь

3. Как определить гидродинамическое давление в напорном трубопроводе по пьезометрической линии?

4. Как определить наличие вакуума в напорном трубопроводе по пьезометрической линии?

Пьезометрическая линия проходит ниже оси трубы

5. Как определить наличие избыточного давления в напорном трубопроводе по пьезометрической линии?

Пьезометрическая линия проходит выше оси трубы

VIII. Блок 8. Истечение жидкости из отверстий и насадков. Лабораторные работы № 8 и 9

1. Объясните понятие процесса истечения из отверстий и насадков

Истечением через отверстие называется процесс, при котором площадь отверстия целиком заполнена потоком жидкости. При этом отверстие называется напорным. Если отверстие, через которое вытекает жидкость, не заполнено потоком (безнапорное отверстие), оно является водосливом. Насадком называется короткая труба, присоединенная к отверстию для истечения жидкости. Слово «короткая» подразумевает, что потери напора по длине в насадке пренебрежимо малы по сравнению с местными потерями напора.

2. Какие отверстия называются малыми?

Малые отверстия характеризуются двумя признаками.

1) Скорость движения жидкости v₀ в резервуаре, из которого происходит истечение, пренебрежимо мала по сравнению со скоростью истечения v (рис. 8.2,А).

Это условие выполняется, если площадь живого сечения потока в резервуаре на подходе к отверстию Ω не менее чем в 4 раза больше площади отверстия ω. 2) Скорости движения жидкости у верхнего и нижнего края отверстия приблизительно равны (рис. 8.2,В)Для круглого отверстия это условие выполняется, если напор на входе в отверстие Н не менее чем в 10 раз больше диаметра отверстия d.

3. Почему происходит сжатие струи, истекающей из отверстия?

Частицы жидкости в резервуаре двигаются к отверстию со всех сторон по криволинейным траекториям. Только частицы, двигающиеся по нормали к площади отверстия через его центр, имеют прямолинейную траекторию. При движении по криволинейным траекториям возникают силы инерции, которые в рассматриваемой ситуации являются центростремительными. Поэтому струя, вылетающая из отверстия, испытывает сильное сжатие (рис. 8.4,Б). Силы инерции иссякают на небольшом расстоянии l₀ ≈ (0,5….1,0)d от входа в отверстие в сечении, которое называется сжатым сечением и обычно обозначается С-С.

4. Нарисуйте продольный разрез струи, вытекающей из незатопленного малого круглого отверстия в тонкой стенке, и поясните понятие коэффициента сжатия струи

Степень сжатия струи необходима для расчетов истечения из отверстий и характеризуется коэффициентом сжатия струи

,

где ω_с – площадь живого сечения струи в сжатом сечении, а ω – площадь отверстия.

H-расстояние от свободной поверхности до центра отверстия

— назван коэффициентом скорости

6. Для чего применяется формула Поясните входящие в нее величины

H-расстояние от свободной поверхности до центра отверстия

Коэффициент сжатия струи, вытекающей из малого круглого отверстия в тонкой стенке, ε = (0,63…0,64).

Произведение ε•ω в гидравлике названо коэффициентом расхода и обозначено μ = ε•ω.

7. Что называется насадком? Какие потери напора не учитываются при гидравлическом расчете насадков?

Насадком называется короткая труба, присоединенная к отверстию для истечения жидкости. Слово «короткая» подразумевает, что потери напора по длине в насадке пренебрежимо малы, и поэтому при гидравлическом расчете насадков учитываются только местные потери напора.

8. Нарисуйте схему продольного разреза струи во внешнем цилиндрическом насадке и поясните ее

Длина внешнего цилиндрического насадка обычно составляет 3-4 диаметра.

l_н = (3…4)d. При большей длине насадка возрастают потери напора по длине, и насадок превращается в короткий трубопровод, при расчете которого необходимо учитывать как местные потери напора, так и потери по длине. Если длина насадка будет меньше 3-4 d, его выходное отверстие не будет заполняться потоком жидкости, и насадок будет работать как отверстие.

Струя жидкости при входе в насадок испытывает сжатие, так же как при истечении из отверстия в тонкой стенке. Коэффициент сжатия ε = 0,64, то есть такой же, как при истечении из отверстия. Пройдя сжатое сечение С-С, струя постепенно расширяется и заполняет выходное отверстие насадка. Таким образом, имеет место процесс истечения из насадка.

9. В какой части цилиндрических насадков образуется вакуум, и каковы причины его возникновения?

Вокруг сжатой части струи в насадке образуется кольцевая так называемая вальцовая (водоворотная) область, в которой наблюдается возвратно-поступательное вихревое движение жидкости. В центральной части струи внутри вальцовой области наблюдается только однонаправленное поступательное движение жидкости к выходу из насадка. Эта часть струи называется транзитной.

Характерной особенностью рассматриваемого насадка является возникновение вакуума в вальцовой области. Величину вакуума можно измерить вакуумметром (см. рис. 8.8).

Почему расход жидкости, истекающей из насадка, больше, чем расход жидкости, истекающей из малого отверстия такого же диаметра (при прочих равных условиях)?

10. Почему расход жидкости, истекающей из насадка, больше, чем расход жидкости, истекающей из малого отверстия такого же диаметра (при прочих равных условиях)

Коэффициент скорости для насадка больше, чем для отверстия и равен φ = 0,82.

В отличие от формулы для вычисления расхода при истечении из отверстия, в формулу нет необходимости вводить коэффициент сжатия струи, потому что на выходе из насадка сжатия струи не происходит. Иначе говоря, для цилиндрического насадка коэффициент сжатия струи ε = 1. Поэтому коэффициент расхода насадка

и формулу можно записать в двух видах

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник