задачи при гидравлическом расчете коротких трубопроводов сведены к трем типам.
Наиболее часто встречающиеся в инженерной практике задачи при гидравлическом расчете коротких трубопроводов сведены к трем типам. Задачи типа I. Определить потребный напор Нпотр (или давление р) в каком-либо живом сечении потока жидкости, если известны расход Q потока жидкости, род жидкости и ее температура, длины li всех участков трубопровода и внутренние диаметры di труб, материал, из которого изготовлены трубы, и состояние их внутренней поверхности. Решение. Величину Нпотр (или давление р) определяют прямой подстановкой в уравнение Д. Бернулли заданных параметров, а также величин, предварительно вычисленных (например, средней скорости ?). Знание скоростей ?i и диаметра di на всех участках трубопровода, а также коэффициента кинематической вязкости v жидкости и абсолютной шероховатости ?Э (величины v и ?Э берут из справочной литературы) позволяет предварительно установить для каждого участка трубопровода область гидравлического сопротивления и на этой основе определить коэффициенты ? и ?. Задачи типа II. Определить расход жидкости Q и (или) среднюю скорость ? в каком-либо сечении потока, если известны потребный напор Нпотр, род жидкости и ее температура, материал труб и состояние их внутренней поверхности, длины всех участков трубопровода li и внутренние диаметры di труб. Решение. Величину Q и (или) ? определяют из уравнения Д. Бернулли путем последовательных приближений. Не имея возможности, из-за незнания Q (или ?), заранее установить для каждого участка трубопровода режим течения и область гидравлического сопротивления, предполагают, что все участки трубопровода работают в области квадратичного сопротивления, где коэффициенты ? и ? не зависят от числа Рейнольдса (в этом случае ? зависит только от ?Э/d, a ? – от вида местного сопротивления). Затем решают уравнение Д. Бернулли относительно искомой величины и получают ее первое приближение Q1 (или ?1). Далее, зная Q1 (или ?1), определяют, в какой области гидравлического сопротивления в действительности будет работать каждый участок рассчитываемого трубопровода. Если выяснится, что все участки работают в области квадратичного сопротивления, найденную величину Q1 (или ?1) считают окончательной, т.е. принимают за расчетную. Если какие-либо участки трубопровода (или какой-нибудь один участок) работают в других областях гидравлического сопротивления (доквадратичной или гладких труб), вычисляют для этих участков по соответствующим эмпирическим формулам более точные значения коэффициента ? и, подставив их в уравнение Д. Бернулли, находят величину расхода (или средней скорости) во втором приближении Q2 (или ?2). Эти величины считают окончательными. Задачи типа III. Определить внутренний диаметр d (или длину l) одного из участков трубопровода, если известны расход потока жидкости Qнеобх, род жидкости и ее температура, потребный напор Нпотр, материал труб и состояние их внутренней поверхности, внутренние диаметры di (или длины li) остальных участков. Задачи этого типа можно решить только подбором. Для уменьшения числа попыток задачи решают обычно графоаналитическим методом с построением графика Q = f(d) или Q = f(l) и находят по нему величину d (или l). Пример оформления графика Q = f(d) см. на рис. 4.14 и 5.8. При расчете коротких трубопроводов, независимо от типа решаемых задач, рекомендуется излагать решение в такой последовательности: выбирают и обозначают на расчетной схеме трубопровода (рис. 5.1) два живых сечения потока (I-I и II-II), в каждом из которых должно быть известно не менее двух слагаемых трехчлена (z +p/?g+ ??2/2g), и плоскость сравнения 0-0 . Целесообразно совмещать плоскость сравнения с центром тяжести одного из выбранных живых сечений (в этом случае величина z1 или z2 становится равной нулю); записывают уравнение Д. Бернулли в общем виде; конкретизируют слагаемые уравнения Д. Бернулли применительно к условиям решаемой задачи и принятым обозначениям величин; записывают уравнение Д. Бернулли для выбранных живых сечений потока применительно к условиям решаемой задачи с учетом высотного расположения выбранной плоскости сравнения; решают уравнение Д. Бернулли относительно искомой величины, делая необходимые алгебраические преобразования и табулируя расчеты, необходимые для построения графика Q = f(d) или Q = f(l); вычислив скоростные напоры, а также потери напора по длине на каждом участке трубопровода и потери напора в каждом местном сопротивлении, строят в масштабе график напоров (диаграмму уравнения Д. Бернулли). Примеры оформления графика напоров