Расчет трубопроводов

Приведем пример расчета трубопроводов данный в [1].

При выборе диаметра трубопровода необходимо учитывать рекомендацию СЭВ РС 3644-72, регламентирующую скорость V_м потоков рабочей жидкости в трубопроводах в зависимости от их назначения и номинального давления р_ном:

Для сливных линий обычно принимают V_м = 2 м/с, а для всасывающих V_м £ 1,6 м/с.

Внутренний диаметр d (мм) трубопровода, через который проходит расход масла Q (л/мин):

.

Минимально допустимая толщина стенки d (мм) трубопровода

,

где s_вр - предел прочности на растяжение материала трубопровода;

K_В - коэффициент безопасности; для участков с плавно изменяющимся давлением рекомендуется K_В ³ 2, для участков с ненапряженным режимом работы K_В ³ 3, при пульсациях и пиках давления K_В ³ 6.

Размеры дренажных линий следует выбирать с большим запасом по расходу.

После выбирают стандартные трубопроводы из [3].

К расчетному диаметру добавляется две толщины стенки d и получают наружный диаметр D

d + 2d = D.

d выбирается из стандартного ряда. Выбирают стандартное значение D_в больше чем D.

Далее рассчитывается выбранный диаметр отверстия трубы

d_в = D_в – 2d.

И так по всем приводам для нагнетательных и силовых магистралей.

Теперь можно приступить к расчету потерь давления Свешников, Усов.

Различаются два режима течения жидкости: ламинарный, когда частицы жидкости движутся параллельно станкам трубопровода, и турбулентный, когда движение частиц приобретает беспорядочный характер.

Режим течения определяется безразмерным числом Рейнольдса Re. Для трубопроводов (каналов) круглого сечения

,

где Q – л/мин;

d – мм;

n – мм²/с.

Ламинарный режим течения переходит в турбулентный при определенном. критическом значении: Re_кр= 2100¸2300 для круглых гладких труб и Re_кр= 1 600 для резиновых рукавов.

Если режим течения ламинарный, то потери давления (МПа) в трубопроводе длиной L (м) при внутреннем диаметре d_в (мм)

,

если турбулентный режим, то

.

При расчете потерь сначала по величине Re определяют режим течения, а затем пользуются соответствующей формулой.

Рассмотрим пример расчета потерь давления в трубопроводе с внутренним диаметром d_в=10 мм и с длиной 2 м, через который проходит поток минерального масла Q = 12,5 л/мин, причем вязкость масла n = 20 мм²/с (сСт). Тип масла задается преподавателем, обычно это И-20, ИП-20.

.

Поскольку Re меньше критической величины, поток масла в трубопроводе ламинарный, поэтому потери давления

МПа.

При увеличении потока до 40 л/мин Re = 4240 > Re_кр и

МПа.

Таким образом, при увеличении потока в 3,2 раза потери давления возросли в 8,1 раза.