Указания к решению задач. Задачи на расчёт простого трубопровода можно разбить на три типа

Задачи на расчёт простого трубопровода можно разбить на три типа. Приводим порядок их решения.

1-й тип. Даны расход жидкости в трубопроводе; все геометрические размеры (l, d, ∆z); шероховатость труб; давление в конечном сечении (для всасывающих трубопроводов − в начальном) и свойства жидкости. Местные сопротивления заданы коэффициентами ξ или эквивалентными длинами l_экв либо принимаются по справочным данным.

Требуется найти потребный напор Н.

По данным Q, d и υ находим число Рейнольдса и определяем режим течения.

При ламинарном режиме искомый напор находим по формулам (3.52) и (3.53).

При турбулентном режиме задача решается с помощью формул (3.52) и (3.54) с использованием формул (3.46) или (3.47) в зависимости от шероховатости труб.

2-й тип. Даны напор Н_расп, который будем называть располагаемым, и все величины, указанные для задач 1-го типа, кроме расхода Q, который нужно найти.

Так как число Рейнольдса в данной задаче подсчитать нельзя, то поступить можно двояко. Либо задаться режимом течения, основываясь на роде жидкости − значении вязкости (вода, керосин, бензин режим обычно турбулентный; масло − ламинарный) с последующей проверкой режима после решения задачи и определения числа Рейнольдса. Либо по формулам (3.52) и (3.53) выразить расход жидкости через критическое число Рейнольдса и определить Н_кр, соответствующее смене режима. Сравнив Н _кр с Р_расп, определим режим течения.

При ламинарном режиме задача решается просто с помощью формул (3.52) и (3.53).

При турбулентном режиме в уравнениях (3.52) и (3.54) содержатся две неизвестные Q и λ_т, зависящие от числа Рейнольдса. Поэтому для решения задачи рекомендуется метод последовательных приближений. Для этого в первом приближении следует задаться коэффициентом λ_т (например, λ_т=0,03) или, если задана шероховатость ∆, определить его из (3.47) при Re = . Обычно бывает достаточно второго приближения.

3-й тип. Даны расход, располагаемый напор Н_расп и все величины, перечисленные ранее, кроме диаметра трубопровода d. Его необходимо найти.

Так как число Рейнольдса, как и в предыдущей задаче, подсчитать нельзя, то режимом течения следует либо задаться, либо по формулам (3.52) и (3.53) выразить диаметр через критическое число Рейнольдса и определить Н_кр, соответствующее смене режима. Сравнивая Н_кр с Н_расп, определяют режим течения.

При ламинарном режиме задача решается просто на основании формул (3.52) и (3.53).

При турбулентном режиме задачу решают графически. Для этого задаются рядом значений диаметра d и для каждого рассчитывают Н_потр. Строят зависимость Н_потр = f(d) и по ней, зная Н_расп, определяют d.