Сифонные трубопроводы

Сифонным трубопроводом называется трубопровод, часть которого располагается выше уровней в питающем и приемном сосудах (рис. 7.16).

Сифоны применяются для опорожнения водоемов, слива нефтепродуктов из цистерн и тому подобное. Для приведения сифона в действие из него необходимо предварительно удалить воздух. Это достигается либо путем отсасывания воздуха из верхней части сифона воздушным насосом, либо заполнением его жидкостью извне.

Очевидно, что в верхней точке сифона в сечении x-x имеет место разрежение - вакуум. Наличие разрежения вызывает выделение из жидкости растворенного в ней воздуха, а при большом разрежении может начаться испарение самой жидкости (ее вскипание). Поэтому для нормальной работы сифона необходимо, чтобы давление в сечении x-x не снижалось до того давления, при котором жидкость начнет испаряться при данной температуре. Испарение жидкости может приводить к разрыву столба жидкости и к срыву работы сифонного устройства.

Гидравлический расчет сифонных трубопроводов принципиально не отличается от расчета обычных трубопроводов - необходимо лишь производить проверку давления в наивысшей точке сифона - в сечении x-x. Для определения давления p_x составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и x-x, приняв за плоскость сравнения плоскость 1-1

,

где Σh – сумма потерь напора на участке между сечениями 1-1 и x-x.

Пренебрегая изменением скоростных напоров и учитывая, что z₁=0, получим

.

Отсюда и найдем p_x.

Теоретически для нормальной работы сифона достаточно, чтобы

p_x ³ p_нас,

где p_нас - упругость паров жидкости при данной температуре (давление насыщения). Так, например, для воды

при t = 10⁰ C p_нас = 0,012 кг/см²,

при t = 20⁰ C p_нас = 0,024 кг/см².

Практически назначают p_x не менее 0,2-0,3 ата, чему соответствует наибольшая возможная высота z_x=6-7 м в зависимости еще от величины потерь напора Σh.