Участков трубопровода

 

Рассмотрим изменение напора жидкости при работе трубопровода на участке между двумя насосными станциями (рис.10.1) [5]:

 

Рис. 10.1 – Схема профиля трубопровода с обозначением напоров

в начальной и конечной точках

1 – профиль трубопровода;

I, II – начальная и конечная станции;

0-0 – плоскость сравнения (уровень моря);

Р_Н = Р₁ – начальное давление в трубопроводе;

Р_к= Р₂ – конечное давление на данном участке

 

Уравнение Бернулли 10.1 для сечений 1 и 2 запишется следующим образом:

Z₁ + = Z₂ + + h_пот, м, (10.1)

Если Д = Const, V ₁ = V ₂, тогда

h_пот = , м

или

= (Z₂ – Z₁) + + h_пот = (Z₂ – Z₁) + + l . (10.2)

Уравнение Бернулли 10.2, записанное данным образом, называют уравнением баланса напоров действующего трубопровода.

Величина i = , как было сказано выше, называется гидравлическим уклоном.

Числовое значение величины i есть потери напора на единицу длины трубопровода, тогда для всего участка h_пот = i×l. Это уравнение прямой линии. Поэтому графическое изображение изменения давления по участку МТП между станциями имеет вид (рис.10.2):

 

 

Рис. 10.2 – График изменения напора по длине трубопровода

tgα = i

 

Координата т. А определяется расположением насосной станции над уровнем моря (Z₁) и напором, создаваемым подпорным и основным агрегатом. Давление Р₁ есть давление, которое регистрируется манометром, установленным на выкиде насосной данной станции.

Конечное давление Р₂ регистрируется манометром, установленным в конце участка на входе на следующую ПС. Отрезок АВ – это потери напора в трубопроводе, АВ = iL = h _пот.

Уравнение баланса напоров связывает работу насосов и напор жидкости в трубопроводе при данной производительности. Графическое решение этого уравнения есть совмещенная характеристика насосов станции и участка МТП, на который работает данная станция.

В координатах Q-H график имеет вид, показанный на рис. 10.3.

Т. А – рабочая точка для данной системы. Отрезок ОВ характеризует статический напор в начальной точке перекачки.

 

 

 

Рис. 10.3 – Совмещенная характеристика насосов станции и трубопровода

1 – совмещенная характеристика последовательно

соединенных подпорного и основного насосов;

2 – характеристика трубопровода

 

Координата т. В определяется из уравнения 10.3 характеристики трубопровода:

Н = (Z₂ – Z₁) + + + h_пот. (10.3)

Так как Q = 0, то два последних слагаемых равны 0.

В этом уравнении давление Р₁ – это абсолютное давление в ПРП резервуара, из которого забирается жидкость. При столбе жидкости над ПРП, близком к 0, т.е. Р₁ = Р_атм.

Давление Р₂ – это абсолютное давление в конце участка

Р₂ = Р_атм + r gh_кон.

Таким образом, координата т. В будет равна (уравнение 10.4):

Н = (Z₂ – Z₁) + = (Z₂ – Z₁) + h_кон (10.4)

 

Координата т. А (при V₂ = V₁) будет определяться уравнением 10.5:

Н = (Z₂ – Z₁) + h_кон +h _пот. (10.5)

 

Для работы системы насос-трубопровод в наиболее оптимальном режиме необходимо выполнение равенства 10.6:

, (10.6)

где Н_ст, Р_ст – напор или давление, развиваемые насосными агрегатами станции, соответственно.