При проектировании в задачу гидравлического расчета входит:
1. определение диаметров трубопроводов;
2. определение падения давления (напора);
3. определение давлений (напоров) в различных точках сети;
4. увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.
В некоторых случаях может быть поставлена также задача определения пропускной способности трубопроводов при известном их диаметре и заданной потере давления.
Результаты гидравлического расчета дают исходный материал для решения следующих задач:
1. определения капиталовложений, расхода металла (труб) и основного объема работ по сооружению тепловой сети;
2. установления характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;
3. выяснения условий работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских установок к тепловой сети;
4. выбора авторегуляторов для тепловой сети и абонентских вводов;
5. разработки режимов эксплуатации.
2. По какой формуле рассчитываются потери давления на трение в трубопроводе?
Падение давления в трубопроводе может быть представлено как сумма двух слагаемых: линейного падения (Δ p л) и падения в местных сопротивлениях (Δ p м), Па
 .
|
Гидравлические сопротивления по длине трубопровода (линейное падение давления) определяются по формуле, Па
 ,
|
где R л – удельное падение давления, т.е. его падение на участке длиной 1 м, Па/м; l у – длина участка трубопровода, м.
Удельное линейное падение давления определяется по уравнению Дарси-Вейсбаха, Па/м
 ,
|
где lтр – коэффициент гидравлического трения; d в – внутренний диаметр трубопровода, м; r – плотность теплоносителя, кг/м3; w – усредненная по сечению трубы скорость теплоносителя, м/с; G – массовый расход теплоносителя, кг/с.
3. От каких факторов зависит коэффициент трения в трубах и каналах?
Коэффициент гидравлического трения lтр зависит от режима течения потока и состояния внутренней поверхности стенки трубы, через которую протекает поток (оно характеризуется отношением эквивалентной шероховатости стенки Δэ, мм, к внутреннему диаметру трубы d в, мм).
4. Приведите расчетные формулы для определения коэффициента трения при различных условиях течения.
При ламинарном течении в гладких и шероховатых трубах коэффициент гидравлического трения определяется по формуле Пуазейля
 .
|
Для гидравлически шероховатых труб при ReΔэ/ d в ≥ 568, когда решающее влияние на гидравлическое сопротивление по всей длине трубопровода оказывают силы трения жидкости о стенку трубы, коэффициент гидравлического трения зависит только от относительной эквивалентной шероховатости и определяется по формуле Б.Л. Шифринсона
 .
|
В переходной области гидравлических сопротивлений, характеризующейся изменением комплекса ReΔэ/ d в = 23–568, рекомендуется формула А.Д. Альтшуля
 .
|
5. Что собой представляют местные гидравлические сопротивления в трубопроводе?
Местные потери давления можно заменить эквивалентным гидравлическим сопротивлением по длине, если в уравнение идравлического сопротивления по длине трубопровода вместо l у подставить l э – эквивалентную длину местных сопротивлений, т.е. такую длину прямолинейного трубопровода, линейные потери давления в котором численно равны потерям давления в местных сопротивлениях. Сумма эквивалентных длин всех местных сопротивлений, размещенных на i -м участке определяется по формуле, м
 ,
|
а доля местных потерь на этом участке
 .
|
6. Приведите формулу для расчета общего гидравлического сопротивления участка трубопровода или канала.
Сумма падений давления на i -м участке – линейного и в местных сопротивлениях – определяется по формуле
| (.16) |