РАСЧЕТ ДЛИННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
При расчете длинных трубопроводов местные потери напора незначительны в сравнении с потерями напора по длине, и ими можно пренебречь.
Длинными трубопроводами являются магистральные водоводы и другие трубопроводы большой протяженности. При их расчетах для получения оптимальных потерь напора по длине среднюю скорость V принимают в пределах 0,7 1,5 м/с. Такое допущение приводит к тому, что скоростной напор изменяется в пределах до 0,11 м. Такие значения скоростного напора позволяют исключить его из полного напора Н, и он будет равен
, (5.18)
где z - геометрическая высота; - гидравлические потери в водоводе; - геометрическая высота наивысшего расположения водоразбора.
В длинных водоводах гидравлические потери определяются потерями по длине, поэтому принимается .
При расчете водоводов вводится полный свободный напор
, (5.19)
где - свободный напор излива, зависящий от этажности здания или сооружения, куда подается вода; обычно рекомендуется принимать не менее 10 м.
Потери напора по длине трубопровода вычисляются, как правило, по водопроводной формуле
,
где - удельное сопротивление.
При использовании формулы Шези
, .
В табл. 5.3 приведены значения А для стальных труб при эквивалентной шероховатости мм и для чугунных труб при мм. Коэффициент гидравлического трения определялся по формуле для квадратичной области сопротивления.
Для вычисления удельного сопротивления в неквадратичной области сопротивления при определении вводится поправка . Удельное сопротивление с учетом поправки на неквадратичность сопротивления
, (5.20)
где А - удельное сопротивление трубопровода для квадратичной зоны сопротивления (табл. 5.3); - поправка на неквадратичность сопротивления.
Значения поправки на неквадратичность для воды в зависимости от средней скорости потока в трубе при и 1 мм приведены в табл. 5.4.
При определении удельного сопротивления и . Коэффициент Шези .
Гидравлический радиус ( - площадь сечения трубы; - периметр живого сечения). .
В табл. 4.1 гл. 4 приведены значения коэффициента шероховатости и эквивалентной шероховатости для различных труб.
Значения модуля расхода К и удельного расхода А для различных труб приведены в литературе [4, 5, 6].
Таблица 5.3 - Значения А и предельных расходов Q, л/с
Диаметр, мм | Стальные трубы | Чугунные трубы | ||||
Пределы изменения Q, л/с | А, с2/л6 | Пределы изменения Q, л/с | А, с2/л6 | |||
верхний | нижний | верхний | нижний | |||
9,3 | 13,4 | 6,6 | 10,6 | |||
13,4 | 19,0 | 10,6 | 16,8 | |||
19,0 | 25,0 | 16,8 | 28,3 | |||
25,0 | 33,4 | - | - | - | ||
33,4 | 53,0 | 28,3 | 51,2 | |||
53,0 | 82,0 | 51,2 | 82,2 | |||
82,0 | 82,2 | |||||
ИЗО | ||||||
- | - | - | - | |||
- | - | - | - | |||
- | - | - | - |
Таблица 5.4 - Значения поправки
Скорость, м/с | Скорость, м/с | ||||
мм | мм | мм | мм | ||
0,1 | 1,67 | 1,14 | 1,0 | 1,14 | 1,005 |
0,2 | 1,45 | 1,08 | 1,5 | 1,1 | 1,01 |
0,3 | 1,35 | 1,05 | 2,0 | 1,08 | 1,005 |
0,4 | 1,28 | 1,04 | 3,0 | 1,05 | 1,0 |
0,5 | 1,24 | 1,03 | 4,0 | 1,04 | 1,0 |
Следует обратить внимание на то, что при заданном расходе и длине водовода потери напора зависят от диаметра трубы и при увеличении диаметра потери напора уменьшаются, и наоборот. Для выбора наивыгоднейшего диаметра рассматривают функции двух экономических факторов, которые учитывают:
• эксплуатационные затраты на создание потребного напора ;
• капитальные затраты на строительство и стоимость водовода .
Если первый вид затрат уменьшается с увеличением диаметра, то второй увеличивается. В результате учета этих факторов ( и ) определяется оптимальное значение экономически наивыгоднейшего диаметра [1, 4]. Значения экономических диаметров при пропуске через них различных расходов приведены в табл. 5.3.
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 2302;