Если трубопровод не имеет разветвлений и состоит из ряда последовательно включенных элементов, то он называется простым трубопроводом. Если же в трубопроводе есть хотя бы одно разветвление, то его называют сложным.
Составление уравнений характеристик простых трубопроводов (участков 1, 2, 3 и 4) базируется на заданном условии: на участках 1 и 4 – режим течения турбулентный, а на участках 2 и 3 – ламинарный.
Под характеристикой трубопровода понимается зависимость потерь давления в трубопроводе от расхода. Потери делят на потери на трение по длине трубы и потери в местных сопротивлениях (местные потери)
. (2.23)
Потери на трение в трубе длиной 
и внутренним диаметром 
определяются по формуле Дарси-Вейсбаха 
, которая при замене скорости объёмным расходом принимает вид
, (2.24)
или для напора
,
При ламинарном режиме течения (Re< 2300) 
и формула Дарси преобразуется в формулу Пуазейля
(2.25)
Местные потери могут быть заданы следующим образом:
- коэффициентом местного сопротивления 
и тогда зависимость потерь от расхода выразится формулой, получаемой при замене скорости в уравнении Вейсбаха
,
расходом,
, (2.26)
- площадью проходного сечения отверстия в местном сопротивлении 
и коэффициентом расхода этого отверстия 
и в этом случае потери выражаются из формулы истечения
, (2.27)
- эквивалентной длиной 
, при этом считается, что потери в местном сопротивлении эквивалентны потерям в трубе длиной 
, и тогда для ламинарного режима течения при определении потерь используется формула
. (2.28)
Формулы (7), (8) и (9) можно представить в следующем виде:
, 
или 
.
|
|
В общем случае характеристика простого трубопровода, не содержащего гидродвигатель, может быть представлена в виде
. (2.29)
В схему любого объёмного гидропривода входит гидродвигатель устройство, преобразующее энергию потока рабочей жидкости в механическую работу на его выходном звене. При гидродинамическом расчёте гидродвигатель рассматривается как некоторое специальное местное гидравлическое сопротивление, в котором потери давления (
) идут на совершение полезной работы – перемещение выходного звена, преодолевающего внешнюю нагрузку.
Поэтому уравнение характеристики простого трубопровода (5), содержащего гидродвигатель, можно представить в виде
,
а уравнение (2.29) в виде
. (2.30)
Определение величины 
зависит от типа гидродвигателя. Самыми распространенными гидродвигателями являются гидромотор, в котором выходное звено совершает вращательное движение, и гидроцилиндр – гидродвигатель с возвратно-поступательным движением выходного звена.
Рисунок 2.10 – Гидромотор
Обозначение реверсивного гидромотора на схемах и параметры, характеризующие его работу, приведены на рисунке 2.10,
где 
и 
– параметры потока рабочей жидкости на входе в гидромотор;
и 
– параметры потока рабочей жидкости на выходе из гидромотора;
– момент сопротивления на валу гидромотора, как правило, направлен против вращения; 
– частота вращения вала гидромотора.
При расчете гидромотора можно использовать следующие формулы:
|
|
, (2.31)
, (2.32)
, (2.33)
где 
– рабочий объем гидромотора;
– мощность развиваемая гидромотором;
– расход рабочей жидкости через гидромотор;
– механический к.п.д. гидромотора, значение которого в рабочем диапазоне скоростей и нагрузок может быть принято постоянным;
– объемныйк.п.д. гидромотора, который при известном перепаде давления 
определяется по формуле
, (2.34)
где 
– коэффициент объемных потерь в гидромоторе.
Для гидромоторов с достаточной степенью точности можно считать, что
.