Расчет сложных и простых трубопроводов.

ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ.

Определение пропускной способности трубопровода по заданным параметрам его и жидкости, а также определение минимального диаметра трубопровода по заданному напору, параметрам жидкости и трубопровода, пропускной способности проводится графоаналитическим методом.

Графоаналитический способ решения основан на предварительном построении графической зависимости  - гидравлической характеристики трубопровода. Для этого выполняются операции:

1. последовательно задаемся рядом произвольных значений Q;

2. находим соответствующие средние линейные скорости v;

3. рассчитываем соответствующие параметры Re;

4. рассчитываем соответствующие параметры λ;

5. для каждого принятого значения Q находим потери напора h _Т;

6. по полученным данным строим график ;

7.
отложив на оси ординат известное значение H, на оси ординат находим соответствующее ему искомое значение Q.

Рисунок 1 – Графоаналитический метод определения пропускной способности (а) и диаметра (б) простого напорного трубопровода

 

 

Задание 1

Графоаналитически определить пропускную способность сборного коллектора, если известен начальный напор, длина коллектора, его внутренний диаметр, объемные расходы, кинематическая вязкость, и абсолютная эквивалентная шероховатость.

Таблица 2 - Исходные данные

№ варианта	Длина, l, м	Кинематическая вязкость, ν ·10^-4, м^2/с	Абсолютная эквивалентная шероховатость, Δ, мм	Диаметр, d, мм	Объемные расходы, м^3/с
					Q 1	Q 2	Q 3	Q 4	Q 5
1	200	0,076	0,15	95	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
2	250	0,2	0,15	110	0,018	0,16	0,014	0,012	0,01
3	200	0,2	0,15	146	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
4	100	0,076	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
5	150	0,2	0,15	113	0,03	0,025	0,022	0,02	0,018
6	200	0,25	0,15	100	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
7	180	1	0,2	100	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
8	200	0,59	0,2	109	0,016	0,018	0,019	0,02	0,022
9	120	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
10	800	0,137	0,2	311	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
11	100	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
12	200	0,28	0,2	100	0,018	0,019	0,02	0,021	0,022
13	100	0,25	0,15	100	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
14	300	0,2	0,15	105	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03
15	250	0,08	0,15	256	0,01	0,012	0,014	0,016	0,018
16	600	0,65	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
17	200	0,14	0,15	112	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
18	100	0,076	0,15	93	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
19	90	0,25	0,1	235	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
20	450	0,09	0,1	146	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
21	270	0,95	0,2	115	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
22	200	0,28	0,2	115	0,018	0,019	0,02	0,021	0,022
23	100	0,25	0,2	120	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
24	100	0,32	0,15	85	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
25	550	0,07	0,1	198	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
26	280	0,022	0,15	120	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
27	280	0,2	0,15	156	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
28	150	0,25	0,15	105	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
29	190	0,25	0,15	115	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
30	650	0,137	0,1	305	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
31	200	0,076	0,15	95	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
32	200	0,2	0,15	146	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
33	150	0,2	0,15	113	0,03	0,025	0,022	0,02	0,018
34	180	1	0,2	100	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
35	120	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
36	100	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
37	100	0,25	0,15	100	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
38	250	0,08	0,15	256	0,01	0,012	0,014	0,016	0,018
39	200	0,14	0,15	112	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
40	90	0,25	0,1	235	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
41	200	0,076	0,15	95	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
42	250	0,2	0,15	110	0,018	0,16	0,014	0,012	0,01
43	200	0,2	0,15	146	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05
44	100	0,076	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
45	150	0,2	0,15	113	0,03	0,025	0,022	0,02	0,018
46	200	0,25	0,15	100	0,012	0,013	0,014	0,015	0,016
47	180	1	0,2	100	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017
48	200	0,59	0,2	109	0,016	0,018	0,019	0,02	0,022
49	120	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
50	800	0,137	0,2	311	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
51	100	0,25	0,2	100	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
52	200	0,28	0,2	100	0,018	0,019	0,02	0,021	0,022
53	100	0,25	0,15	100	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01
54	300	0,2	0,15	105	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03
55	250	0,08	0,15	256	0,01	0,012	0,014	0,016	0,018
56	600	0,65	0,15	95	0,025	0,022	0,02	0,018	0,016
57	200	0,14	0,15	112	0,012	0,014	0,016	0,018	0,02
58	100	0,076	0,15	93	0,018	0,016	0,014	0,012	0,01
59	90	0,25	0,1	235	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
60	450	0,09	0,1	146	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01

 

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1. Определить площадь поперечного сечения трубопровода по формуле

 (м²)                                                  (1.1)

 

2. Определить скорость потока нефтепродукта по формуле

 (м/с)                                              (1.2)

Для справки:

Оптимальная скорость в трубопроводе для перекачиваемой жидкости, м/с

1) Движение самотеком:

- вязкие жидкости – 0,1 – 0,5;

- маловязкие жидкости – 0,5 – 1.

2) Перекачиваемые насосом:

- всасывающий трубопровод – 0,8 – 2;

- нагнетательный трубопровод – 1,5 – 3.

 

 

3. Определить число Рейнольдса по формуле

                                                  (1.3)

 

4. Определить режим движения нефтепродукта и вычислить коэффициент гидравлического сопротивления λ _i в зависимости от числа Рейнольдса

 

Таблица 3 - Вычисление коэффициента гидравлического сопротивления

Значение	Режим движения	Формула для λ
	Ламинарный
	Турбулентный Зона гидравлически гладких труб
	Турбулентный Переходная зона (смешанного трения)
	Турбулентный Зона шероховатых труб или квадратичная зона

 

5. Определить потери напора на трение по формуле

 (м)                                          (1.4)

 

6. Построить график  и определить пропускную способность Q ₀ сборного коллектора при известном начальном напоре H ₀ (значение начального напора H ₀ получить у преподавателя).