2017-11-01
1959
После выбора оптимального диаметра напорного трубопровода строится его характеристика.
Характеристикой трубопровода (системы) называется графическая зависимость потерь напора в трубопроводе от расхода.
Уравнение характеристики имеет вид:
Схема трубопровода представлена на рис.1
В случае, когда РК=РН
где НС = ZK – ZH – геометрическая высота, м.
Раскрывая значение hw по формулам (8), (14), (15) и заменяя значение средней
скорости по формуле
где ω – площадь живого сечения трубопровода, получим
где 
коэффициент сопротивления трубопровода (коэффициент характеристики).
Типичные характеристики трубопровода представлены на рис.2.
Рис.2
Характеристика трубопровода, построенная с учетом геометрической высоты НГ, иногда называется кривой потребных напоров (кривая 1 на рис.2).
Вид характеристики трубопровода (системы) зависит от режима движения, соответствующего расходу жидкости. При малых расходах, которым при заданной вязкости и размерах трубопровода будут соответствовать малые значения числа Рейнольдса, движение может оказаться ламинарным во всем трубопроводе, в том числе и в местных сопротивлениях, и характеристика трубопровода для этих режимов будет изображаться прямой линией. С увеличением числа Рейнольдса, когда наступает режим движения в гидравлически шероховатых трубах (зона квадратичного сопротивления), потери расходов пропорциональны квадрату расхода.
Таким образом, характеристика трубопровода на своем протяжении может меняться, переходя от прямой линии к квадратичной параболе. Если течение относится к зоне квадратичного сопротивления, то значение коэффициента сопротивления трубопровода S в формуле (24) есть величина постоянная.
Характеристика трубопровода строится следующим образом. Задаваясь значениями Q1, Q2, Q3….. и так далее, для данного оптимального значения диаметра трубопровода определяются скорости движения жидкости. По справочным данным или по формулам [1,2] определяются значения коэффициентов гидравлического трения λ и местного сопротивления ζм в соответствии с режимом движения (числом Рейнольдса Re). Далее по формуле (24) для каждого значения Q вычисляется значение НС и строится характеристика трубопровода.
При расчете длинных трубопроводов, если режим движения соответствует зоне квадратичного сопротивления, потери напора могут быть вычислены по формуле Шези (7).
