Подход к решению проблемы является общим для многих гидродинамических, тепло- и массообменных процессов. Он базируется на сопоставлении капитальных и эксплуатационных затрат. В основу анализа применительно к трубопроводу используют уравнения расхода и уравнение Дарси-Вейсбаха.
С увеличением диаметра трубопровода возрастают капитальные затраты: пропорционально растет не только диаметр трубы, но и толщина ее стенок. На рисунке изменение капитальных затрат с диаметром описывается кривой К. Но с увеличением диаметра при известных расходах снижается скорость потока, а с ней – энергия, затрачиваемая на преодоление гидравлического сопротивления. Эксплуатационным (энергетическим прежде всего) затратам отвечает кривая Э. Технологов интересует диаметр трубопровода, при котором суммарные затраты (кривая суммы) минимальны. На рисунке минимуму отвечает точка А.
Практика показывает, что этому оптимальному диаметру отвечают скорости потоков: для жидкостей – 0,5 – 3,0 м/с; для газов на порядок выше – 5 – 30 м/с.
2014-10-30
316
