Divide;Характеристика трубопровода

Подача центробежного насоса за­висит от напора и, следовательно, в значительной степени от гидрав­лического сопротивления водоводов и сети движению жидкости, опреде­ляемого их диаметром. Поэтому система «насос — трубопроводы» должна рассматриваться как еди­ная система, а выбор насосного оборудования и трубопроводов должен решаться на основании рас­чета совместной работы составляю­щих элементов системы.

Совместная работа насосов и сети характеризуется точкой мате­риального и энергетического равно­весия системы. Для определения этой точки необходимо вычислить энер­гетические затраты в системе «во­доводы — сеть» Q_p и H_тр. Совмест­ная работа насосов и трубопро­водов связана следующими зави­симостями:

h'=f(Q_p); h₆=G(Q_p,_q); h = j(Q),

где Q — расчетный расход в трубопроводе;

Q_p — подача воды насосом;

q — расход во­ды в системе;

H — напор насоса;

h₆ — уровень воды в баке водонапорной башни;

h — гидравлическое сопротивление водово­дов и сети.

Аналитический расчет режимной точки работы насоса довольно трудо­емкий процесс, так как приходится оперировать четырьмя переменными величинами Q_p, H, q и h, ко­торые находятся между собой в функциональной зависимости.

При расчете системы «насос — водопроводная сеть» используют ме­тод последовательного приближения или производят расчет на электрон­но-вычислительных машинах. Од­нако эти вычисления, не дают на­глядности, и анализ работы насоса весьма затруднен. В практике гид­равлического расчета насосных стан­ций и при анализе режимов работы насосов широко применяется метод графо-аналитического расчета сов­местной работы системы «насосы - сеть».

Насосы в системе работают в соответствии с характерной для них зависимостью между Q и H, т. е. график работы насоса определяется его характеристикой Н -Q.

Для построения графической характеристики - системы подачи и распределения воды воспользуемся известными уравнениями гидравлики.­

Требуемый напор в системе равен сумме геометрической высоты подъема жидкости и потерь напора:

H _тр = H _г + h _вс+h_н = H _г+S h (3)

где H _г — геометрическая высота подъема жидкости;

h _вс — потери напора во вса­сывающем трубопроводе и коммуникациях насосной станции;

h_н — то же, в напорных водоводах от насосной станции до точки присоеди­нения к сети и в напорных коммуникациях насосной стан­ции;,

Потери напора в трубопроводах складываются из потерь на преодо­ление трения при движении жидкос­ти по трубопроводу h_l и потерь на преодоление сопротивлений в его фасонных частях (местных сопротив­лений) h_м, т. е.

h _вс = h_l + h_м (4)

Гидравлические потери по длине трубопровода могут быть определены по формуле

h_l =l или h_l = k ,

где l - длина трубопровода, м;

D - расчетный внутренний диаметр трубы, м;

J - средняя скорость движения воды, м/с;

Q — подача, м³/с;

g - ускорение свобод­ного падения, м/с²;

k - коэффициенты потерь напора.

Для определения потерь напора в трубопроводе при построении его ха­рактеристики Q — Н удобно восполь­зоваться формулой

h = SQ² = S_вс Q2+ S_н Q², (5)

где S=S_оl -сопротивление трубопровода;

S_о - удельное сопротивление;

S_вс, S_н – удельное сопротивление во всасывающей и напорной линии.

Потери напора на местные сопротивления по длине трубопровода принимаются в пределах 10¸20%, в пределах насосной станции 0,5¸5 м.

Исследования Ф. А. Шевелева показали, что пропорциональность сопротивлений квадрату подачи при движении воды по трубам со ско­ростью менее 1,2 м/с нарушается и в значение удельных сопротивлений необходимо вводить поправку .

Диаметры труб, фасонных частей и арматуры следует принимать на основании технико-экономическо­го расчета, исходя из скоростей в пределах, указанных в СНиП.