Расчет трубопроводов, соединенных последовательно и параллельно

При последовательном соединении простых трубопроводов разной длины и с различными диаметрами стык в стык, трубопровод представляет собой простой трубопровод, который можно разделить на несколько участков (см. рис. 5.8). Расчет такого трубопровода не представляет труда

Рис. 5.8. Последовательное соединение простых трубопроводов

.

(5.14)

При параллельном соединении (см. рис. 5.9) пьезометрический напор в узловых точках А и В одинаков для всех участков. Расход Q основного трубопровода до деления и после объединения труб один и тот же. Задача расчета состоит в том, чтобы определить расходы в отдельных ветвях системы и также потери напора между точками А и В. Общий расход, диаметры и длины труб предполагаются известными.

Рис. 5.9. Параллельное соединение простых трубопроводов

Потери напора в любой трубе ответвления одинаковы, так как в обеих общих точках разветвления имеется один и тот же напор и , т.е.

,

, , .

Отсюда

, , ,

(5.15)

т.е. расходы на участках распределяются обратно пропорционально корню квадратному из их сопротивлений. Кроме того . Совместное решение этих уравнений дает возможность найти расходы на участках при заданных их размерах и общем расходе.

Простое разветвление представляет собой схему так называемой «вилки» (см. рис. 5.10.). В отличие от параллельного соединения напоры в конечных точках С и D могут быть не одинаковы. Расход до разветвления и после соединения равен сумме расходов отдельных участков .

Рис. 5.10. Простое разветвление трубопроводов

Для определения расходов в ветвях при заданном общем расходе и размерах труб ветвей необходимо составить уравнения , , и решить их совместно с уравнением общего расхода.

Непрерывная раздача расхода по пути. На схеме (рис. 5.11)представлен участок трубопровода, на котором расход равномерно разбирается по пути. К такой схеме приближается работа магистрали водопроводной сети вдоль улицы города при правильной планировке поперечных улиц. Возьмем элементарный участок dx на расстоянии х от начала трубопровода. Разбор расхода на 1 м длины – q. Расход через элементарный участок

Вывод: При равномерной раздаче потеря энергии в трубопроводе в три раза меньше, чем в случае транзитного расхода.

На практике обычно встречается смешанный случай, когда часть расхода проходит транзитом, а другая отбирается вдоль пути (см. рис. 5.12). В этом случае потеря напора определяется по формуле , где расчетный расход определяется по формуле

.

(5.16)

Рис. 5.12. Транзитный расход