Розрахунки довгих трубопроводів

== Розрахунок довгих трубопроводів. ==

Класифікація трубопроводів

Всі трубопроводи поділяють на прості і складні. До простих відносять трубопроводи сталого чи змінного поперечного перерізу без бакових відгалужень, до складних – трубопроводи з відгалуженнями, складеними з послідовно і паралельно з’єднаних простих трубопроводів.
При гідравлічних розрахунках розрізняють трубопроводи короткі і довгі. Короткими визнаються трубопроводи, при розрахунку яких необхідно враховувати як місцеві втрати, так і втрати напору по довжині. До коротких трубопроводів звичайно відносять масло - і паливопроводи ДВЗ, системи рідинного охолодження, внутрішньо-будинкову теплофікаційну мережу і т. д. 

Довгими називаються трубопроводи, при розрахунку яких нехтують місцевими втратами напору, або враховують їх як частину (5...10%) поздовжніх втрат напору. До них відносять магістральні трубопроводи, водопровідну мережу тощо. Втрати напору по довжині трубопроводу визначають за формулою Дарсі-Вейсбаха:

[math]{h}_{l}=\frac{l{V}^{2}}{d2g}[/math]

Враховуючи, що витрата Q = VЧS і швидкість руху потоку тоді

[math]{h}_{l}=\frac{16\lambda }{2g{\pi }^{2}{d}^{5}}[/math] або  :[math]{h}_{l}=Al{Q}^{2}[/math]

де А - питомий опір трубопроводу, яке визначається за довідковими таблицями;

[math]A=\frac{16\lambda }{2g{\pi }^{2}{d}^{5}}[/math]

Для перехідної області питомий опір Ао = А * b, де b - поправочний коефіцієнт, що враховує залежність коефіцієнта гідравлічного тертя l від числа Рейнольдса. Крім питомого опору А в літературі з гідравліки для вирішення завдань наводиться спосіб розрахунку довгих трубопроводів, що базується на формулі Шезі. Широко застосовуються гідравлічні параметри - це модуль витрати  :[math]K=\frac{1}{\sqrt{A}}[/math], опір трубопроводу ST = A * l, провідність трубопроводу.

[math]P=\frac{1}{\sqrt{{S}_{T}}}[/math]

За допомогою вищевказаних параметрів втрати напору по довжині можна визначити наступним чином:

[math]{h}_{l}=Al{Q}^{2}={S}_{T}{Q}^{2}=\frac{l{Q}^{2}}{{K}^{2}}=\frac{{Q}^{2}}{{P}^{2}}[/math]

Запишемо рівняння Бернуллі для двох перерізів трубопроводу на його початку і в кінці: і позначимо:  - Необхідний натиск, тобто напір, який має створити насос на початку трубопроводу;  - Різниця відміток землі в кінці і на початку трубопроводу;  - П'єзометричний напір, тобто напір в кінці трубопроводу, який задається при проектуванні;  - Статичний напір.Беручи до уваги, що в трубопроводі постійного діаметра,тоді рівняння Бернуллі прийме вигляд .(5.13)Нами отримано формулу для гідравлічного розрахунку простих, довгих трубопроводів. Простим називається трубопровід, який не має відгалужень. Всякі інші трубопроводи відносять до категорії складних.