Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [ 67 ] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177

ГЛАВА XI

Ql Q

серией значений расхода Q[\Q\..., Q

в ветви 1, пользуясь расчетной схемой (11Л8) для каждого из этих значений

Рис. 11.7

посчитаем потери hf\..., h.

результатам расчетов построим расходную характеристику (на рис. 11.7, кривая 1). Аналогичным образом рассчитаем расходную характеристику для ветви 2 Q (рис. 11.7, кривая 2). Суммируя абсциссы кривых 1 и 2, построим суммарную характеристику (кривая 1+2). Отложив

на оси абсцисс полный расход Qq, на пересечении с кривой 1+2 найдем потери напора. Из приведенного построения ясно, что h = hf\ Ql + Q2 = Qo система уравнений (11.25) решена.

Подчеркнем еще раз, что при определении напора на участке Л-В фактически учитываются потери только в какой-либо одной из труб, обра-

зующеи параллельное соединение.

§5. Трубопроводы, работающие под вакуумом

Трубопроводы, работающие под вакуумом, то есть такие, в которых давление ниже атмосферного, в технике встречаются часто. К ним относятся всасывающие линии насосов, сифонные трубопроводы и т.п.

Если в каком-либо сечении такого трубопровода давление становится

равным давлению насыщенного пара перекачиваемой жидкости, то она начинает кипеть. В результате образуются полости (каверны), заполненные паром. Такое явление, как уже отмечалось, называется кавитацией.

Заметим, что из уравнения Бернулли следует, что при увеличении скорости в каком-либо сечении потока давление в этом сечении падает. Таким образом, кавитация может возникнуть в любом сужении потока, например, в местных сопротивлениях или в проточных частях гидромашин.

Образование кавитационных каверн приводит к росту потерь напора и, следовательно, к уменьшению расхода. Снижение расхода, в свою очередь, приводит к уменьшению потерь напора, то есть к росту давления в месте возникновения кавитации, конденсации пара и схлопыванию каверны. Схлопывание каверны сопровождается ударами (давление в центре каверны при ее схлопывании может достигать 50 МПа), вызывающими вибрацию трубопровода. Режим течения восстанавливается, давление снова падает, и вновь возникают кавитационные области.

гидравлический расчет трубопроводов

Таким образом, понижение давления в каком-либо сечении трубопро-

вода до значения давления насыщенного пара Ру приводит к неустойчивому режиму течения, вибрациям и, в конечном счете, к разрушению трубопровода. Аналогичные явления могут происходить и в гидромашинах. Из сказанного следует, что основным принципом расчета трубопроводов, работающих под вакуумом, является соблюдение требования

(11.26)

где р

минимальное абсолютное

давление в трубопроводе.

Рассмотрим в качестве примера применения этого принципа расчет

сифона постоянного диаметра, схема которого представлена на рис. 11.8. Очевидно, что наименьшее давление будет в сечении k - k. Примем за плоскость отсчета 2 = 0 плоскость сечения 0-0, совпадающую со свободной поверхностью жидкости в баке слева. Тогда уравнение Бернулли для участка между сечениями О - О и k - k примет вид

Рис. 11.8

pg 2g

pg 2g

O-k-

Я- + С

, (11.27)

где p - атмосферное давление, a под подразумевается сумма всех ко-

эффициентов местных сопротивлений на участке О - k. Так как площадь свободной поверхности в баке много больше площади поперечного сечения трубы, то

«

и уравнение (11.27) можно переписать в виде

Рк ,

2 Г к

pg 2g

l + Л

d

(11.28)

Длину трубопровода / от его начала до сечения h -h можно представить

l = L + 2j,

Пусть диаметр бака D = \0d . Так как

7td 4

где L не изменяется прн нзмененнн Sf. Тогда нз уравнения (11.28) с учетом неравенства (11.26) имеем

pg pg

1 +Я-

d 2g

2г. -

2g pg

откуда

2,. <

ХЯ-<

(11.29)

Таким образом, допустимая высота Zj подъема жидкости в сифоне

заведомо меньше .

Допустимая высота всасывания для насоса рассчитывается точно таким же образом.

Запишем уравнение Бернулли для участка между свободными поверхностями жидкости в баках О - О и 1 - 1. Пренебрегая скоростными напора-

ми -, -- и учитывая, что иа свободных поверхностях Pq = Pi = р,

получим

(11.30)

Таким образом, потери напора в сифоне равны разности геометрических отметок i/свободных иоверхиостей в баках.

Формула (11.30) позволяет рассчитать расход, используя вторую схему расчета простого трубопровода.