Аппараты шаровой формы

Время опорожнения аппарата шаровой формы (диаметром D) может быть найдено по формуле

. (7.8)

Расчет слива из группы аппаратов. Рассмотрим систему аварийного слива из двух аппаратов (рис. 7.3). Изменение схемы работы системы определяется соотношением гидродинамических напоров.

Схема I. Жидкость движется в направлении, указанном на
рис. 7.3, а, если Н_А > Н_В > Н_D. Резервуар А питает резервуары С и D.

Схема II. Жидкость движется в направлении, указанном на
рис. 7.3, б, если Н_А > Н_D > Н_B. Резервуары А и D питают резервуар С.

Схема III. Жидкость движется в направлении, указанном на
рис. 7.3, в, если Н_А > Н_B = Н_D. Резервуар D оказывается бездействующим, и реализуется схема простого слива из одиночного аппарата.

а б в

Рис. 7.3. Схемы аварийного слива из двух аппаратов

Если обозначить расход на участке АВ через Q_A, на участке BD через Q_D, на участке ВС через , получим следующее соотношение между расходами (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Вариант схемы
I	II	III

Соотношения расходов позволяют определить условия существования той или иной схемы в зависимости от диаметра труб для участков и напоров и Н_D, т. е. в зависимости от известных величин воспользуемся формулой потерь напора

или , (7.9)

где Q – расход жидкости; k – расходная характеристика труб; h – потери напора; l – длина участка трубы; a – коэффициент характеристики трубы.

Тогда условия существования той или иной схемы определяются обобщенным соотношением

> <

= , (7.10)

где «>» относится к схеме I, «<» – к схеме II и «=» – к схеме III.

Считая заданными значения величин Н_А, Н_D, l_АВ, l_ВС, l_ВD, d_АВ, d_ВС, d_ВD, потери напора и расхода могут быть определены по формулам, образующим систему уравнений (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Участок трубопровода	Варианты схем
I	II	III
Участок АВ   Участок ВС   Участок ВD или DВ   Соотношение расходов
Неизвестные

В общем случае решение может быть получено графоаналитическим методом, как показано на рис. 7.4 для схемы II (одновременный слив жидкости из резервуаров А и D), т. е. для наиболее предпочтительного варианта слива.

Значения коэффициентов характеристик трубопроводов определяются из соотношения

. (7.11)

Для упрощения расчетов величину l находят как сумму реальной длины участка трубопровода l _у и эквивалентной длины l _э, которая учитывает потери напора в местных сопротивлениях и определяется по фор- муле

, (7.12)

где d – диаметр трубопровода; – коэффициент местных сопротивлений; – коэффициент сопротивления трению трубопроводов.

По схеме II трубопроводы АВ и DВ (см. рис. 7.3) работают парал-лельно и их расходы суммируются при равной величине напоров. Координаты точки N – точки пересечения суммарной характеристики с характеристикой трубопровода ВС (кривая 3) – являются решением системы уравнений. Если через точку N провести прямую, параллельную оси абсцисс, то точки пересечения этой прямой кривыми характеристик трубопроводов (точки K и М) определяют расходы по трубопроводам АВ и DВ. По этим расходам рассчитывают время опорожнения каждого резервуара.