4.2 Порядок гидравлического расчета

1. Схема, приведенная на рисунке 4.1, представляется в виде эквивалентной расчетной схемы гидравлической сети. Для этого сеть разделяется на типовые гидросопротивления – сопротивления трения и местные сопротивления, которые можно определить с помощью справочника [4] . Места соединения типовых элементов заменяются на узловые точки, течение через которые происходит без потерь давления. Типовые гидросопротивления соединяются между собой и с узловыми точками в той же последовательности и в том же порядке, что и соответствующие им участки гидравлической сети.

2. Используя обе схемы, определяются простые трубопроводы или ветви гидравлической сети.

3. Так как в гидравлическую схему входят тройники, а их гидросопротивления зависят от отношения расходов воды в ответвлениях, то приближенно задаются величины отношений этих расходов, равными значениям .

4. На основе решения 1-ой задачи для простого трубопровода строятся характеристики ветвей сети. Для этого предварительно задается ряд значений расхода воды через каждую ветвь. По справочнику [4] находятся все местные сопротивления и определяется зависимость или , где m, n – номера узлов, определяющих начало и конец ветви; k – номер ветви, проходящей через узлы m и n, если этих ветвей несколько (параллельное соединение). Если ветвь только одна, то индекс k не указывается; i – номер итерации.

Результаты расчета заносятся в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Q, м3/с
w, м/c
Re
, м

5. Используя методику расчета параллельного и последовательного соединения простых трубопроводов, находятся характеристики эквивалентных ветвей, имеющих сопротивления, равные сопротивлениям совокупности физических ветвей. В результате задача сводится к задаче о замкнутом трубопроводе с насосной подачей.

Построение и сложение характеристик ветвей рекомендуется производить в компьютерной среде Excel. При параллельном соединении ветвей для нахождения расходов воды в ветвях целесообразно использовать процедуру «Подбор параметра». Вычисленные расходы воды в ветвях заносятся в таблицу 4.2

Таблица 4.2

, м
, м3/с
…
, м3/с
, м

5. С помощью заданного расхода воды Q по суммарной эквивалентной характеристике определяется в этой ветви напор, а по нему уточняются распределения расходов воды в соответствующих ветвях сети, образующих суммарную эквивалентную ветвь. После этого, используя характеристики ветвей, находятся напоры и расходы воды в остальных ветвях сети.

5. Определяются относительные погрешности вычисления расходов воды по формуле:

8. Выбрав из них максимальную погрешность, проверяется условие:

. (4.1)

Если условие (4.1) удовлетворяется, то найденные величины расходов и напоров принимаются в качестве окончательных значений и осуществляется переход к пункту 9.

Если условие (4.1) не удовлетворяется, то осуществляется переход к пункту 4, предварительно полагая величины отношений расходов воды в ответвлениях тройников равными последним вычисленным значениям на (i+1) – ой итерации.

8. По методике расчета замкнутого трубопровода с насосной подачей находится величина Н_нас , а по ней – мощность двигателя насоса.

9. Параметры в сечении j – j определяются с помощью построенных характеристик ветвей сети на последней итерации, а также на основе решения 1 – ой задачи для простого трубопровода, в пределах которого находится это сечение.

На рисунке 4.2 показан пример представления эквивалентной расчетной схемы гидравлической сети. Исходная гидравлическая сеть показана слева на рисунке. В нее входят абоненты тепловой энергии 1,2 ,насос 3 , отводы 4 и тройники 5 . Сеть разбивается на типовые элементы – местные сопротивления и сопротивления трения. Местное сопротивление обозначается на схеме прямоугольником без штриховки, а сопротивление трения – со штриховкой. Ветви, входящие в сеть, обозначаются цифрами, заключенными в квадратные скобки.