рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Причины разрыва потока в трубопроводных системах

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Причины разрыва потока в трубопроводных системах

Причины разрыва потока в трубопроводных системах - раздел Образование, РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ При Определенных Условиях В Трубопроводах Гидравлических Систем Могут Возника...

При определенных условиях в трубопроводах гидравлических систем могут возникать разрывы сплошности потока, то есть часть или все сечение трубопровода занято не перемещаемой средой, а ее паром или воздухом. В области ТГВ чаще всего применяются водяные системы (отопления, горячего водоснабжения и теплоснабжения), поэтому мы будем дальше говорить именно о водяных системах, однако все сказанное применимо и в том случае, если в системе перемещается другая капельная жидкость.

Разрывы потока могут происходить за счет подсасывания воздуха через неплотности в трубопроводах, находящихся под отрицательным давлением, а наиболее часто – за счет вскипания жидкости при снижении статического давления.

Рассмотрим простую систему, предназначенную для перекачки воды из резервуара методом перелива через борт (рисунок 10.1). Такую схему очень часто используют для слива жидкости из небольших емкостей.

Если трубопровод 1 заполнен водой, то система работает под действием напора 4 м, создаваемого за счет разницы отметки уровня воды в баке и отметки точки Г (конец трубопровода 1 – точка выпуска воды из системы). При этом в точках А и Б за счет подъема над уровнем воды в баке наблюдаются отрицательные значения напора. Если трубопровод негерметичен, то в точках с отрицательным напором может происходить подсос воздуха из атмосферы, его скопление в верхней части системы и последующее образование воздушной пробки. Так как пузырьки воздуха всплывают вверх, то может оказаться, что энергии потока недостаточно, чтобы увлечь их вниз – происходит завоздушивание системы. Наличие воздуха в трубопроводе приведет к разрыву потока и прекращению движения воды. Особенно это сильно проявляетсяв трубопровдах достаточно большого сечения, где скорость потока может оказаться небольшой и имеется достаточное пространство для скапливания и постепенного накопления воздуха.

а) схема системы

б) эпюра напоров

Рисунок 10.1 – К вопросу о разрывах потока в гидравлических

системах

Следует помнить, что на любых участках трубопроводов, поднимающиеся наверх, могут быть возникать зоны отрицательных давлений и напоров, что может приводить к разрывам потока.

На рисунке 10.2 изображена система отопления с открытым расширительным баком. На участке 1 установлен водонагреватель, участок 2 является магистралью, а участки 3 являются стояками системы.

Рисунок 10.2 – Схема системы отопления

Все участки системы соединены последовательно. Для данной системы запишем уравнение изменения напоров, учитывая, что в точке В напор равен высоте установки расширительного бака, то есть 1 м

1м – Н₂ – Н₃+ 3м + Н_а – Н₁– 3м = 1м (10.1)

Очевидно, что напор насоса, который тратится в системе, равен потерям на всех участках системы

Н_а = Н₁+ Н₂ + Н₃ (10.2)

Пренебрегая потерями в запорном вентиле между точками Г и Д, получим следующие выражения для напоров в точках

Н_В = 1м (10.3)

Н_Г = Н_Д = 1м – Н₂ (10.4)

Н_А = 1м – Н₂ – Н₃+ 3м (10.5)

Н_Б = 1м + Н₂ – Н₃+ 3м + Н_а (10.6)

Примем, что в обычном режиме параметры работы системы следующие: Н₁ = 3 м, Н₂ = 1 м, Н₃ = 3 м. Тогда напор насоса в нормальном режиме согласно (9.2) будет Н_а = 7 м. Напоры в точках при этом будут:

Н_В = 1 м

Н_Г = Н_Д = 1 – 1 = 0 м

Н_А = 1 – 1 – 3 + 3 = 0 м

Н_Б = 1 – 1 – 2 + 3 + 7 = 6 м

Таким образом, в нормальном режиме работы во всех точках системы поддерживается нулевой или положительный напор.

Из приведенных уравнений (10.3) – (10.6) следует, в точках А, Б и Г знак напора зависит от величины потерь на участках. При достаточно большом значении потерь напор в точках Г и А может стать отрицательным, причем наиболее низкий напор всегда будет в точке Г – именно она в данной системе является наиболее критической точкой.

Если расход в системе уменьшится (например, при прикрытии вентиля Е), то потери напора в трубопроводах на всех участках системы тоже уменьшатся (в пределе почти до нуля). При этом, однако, резко возрастет перепад напора на вентиле Е. В результате, произойдет перераспределение напоров, и практически весь напор насоса будет затрачиваться на преодоление сопротивления вентиля, а не трубопроводов. Тогда напоры в точках системы будут.

Н_В = 1 м

Н_Г = 1 – 0 – 7 = -6 м

Н_А = 1 – 7 – 0 + 3 = -3 м

Н_Б = 1 – 7 – 0 + 3 + 7 = 4 м

Таким образом, в этом режиме в точках Г и А наблюдаются отрицательные напоры, то есть разряжение относительно атмосферы. При наличии неплотностей это может приводить к завоздушиванию системы. При повышенных температурах теплоносителя возможно вскипание жидкости, так как значение давлений в этих точках окажется меньше давления насыщенных паров воды. Наличие пара так же приводит к разрыву потока и нарушению гидравлического режима системы. Для насоса понижение давления приводит к возникновению явления кавитации.

Чтобы избежать возникновения отрицательных давлений в системе, присоединение расширительного бака следует производить перед всасывающим патрубком насоса, как показано на рисунке 10.3.

Рисунок 10.3 – Правильная схема присоединения расширительного

бака

Если даже расход в системе уменьшится при прикрытии вентиля Е, то на всасывающем патрубке насоса по-прежнему будет сохраняться положительное значение напора, равное высоте отметки бака. В точке Г может возникнуть отрицательное значение напора.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Причины разрыва потока в трубопроводных системах

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Некоторые термины и понятия
Трубопроводная система предназначена для перемещения на определенное расстояние некоторой транспортируемой среды, которой чаще всего является вода или воздух

Конструктивные характеристики трубопроводных систем
Трубопроводная сеть состоит из отдельных трубопроводов, каждый из которых может иметь свои индивидуальные характеристики. Рассмотри основные характеристики трубопроводов. &

Характеристики перемещаемой среды
Характеристики перемещаемой среды имеют важное значение для расчета гидравлического режима системы. К ним относятся плотность и вязкость

Режимные параметры трубопроводных систем
Основными параметрами работы любой трубопроводной системы или ее отдельного элемента являются, расход, скорость среды, давление или напор, потери напора, потребляемая мощ

Потери давления и напора в трубопроводе
Как указывалось выше, при движении жидкости по трубопроводу энергия потока, то есть его давление или напор, уменьшается, в итоге потерянная механическая энергия потока переходит в т

Понятие характеристик трубопровода и нагнетателя
Как ясно из изложенного выше, потери давления в неком участке трубопровода зависят от расхода, характеристик трубопровода и перемещаемой среды. Зависимость потерь давления

Разбиение системы на нагнетатель и сеть.
Реальная трубопроводная система может состоять из большого числа отдельных элементов, однако при расчетах и анализах ее работы часто удобнее представить ее состоящей всего из двух у

Уравнения балансов среды и энергии в системе
Многие технические задачи решаются на основе составления балансных уравнений. Слово «баланс» означает «равенство», «равновесие» неких движущих сил или параметров процесса и сил и па

Графический метод наложения характеристик
Наличие балансов среды и энергии в системе позволяют получить систему из двух уравнений, которую можно решить относительно р

Причины необходимости сложения характеристик
Как ясно из предыдущего раздела, для нахождения рабочего режима системы по методу наложения характеристик требуется рассматривать систему как состоящую только из двух элементов — нагнетательной уст

Системы при последовательном соединении
Последовательное соединение— это такое соединение, при котором два элемента имеют одну общую точку, причем конец первого элемента соединен с началом второго, а

Параллельном соединении
Параллельное соединение—это такое соединение, при котором два элемента имеют две общих точки, при этом начало первого элемента соединено с началом второго, конец первого элемен

Логарифмической системе координат
Логарифмическая система координат очень часто используется для отображения гидравлических характеристик вентиляторов и элементов вентиляционных сетей – решеток, воздухораспределител

Аналитическое сложение характеристик трубопроводов
Во многих случаях при расчетах систем требуется определить итоговую характеристику сети, состоящей из нескольких участков трубопровода или нескольких единиц оборудования. Если извес

Характеристик
При нахождении режимов трубопроводных систем рекомендуется придерживаться определенного порядка действий, не стремясь сразу начинать графические построения (может оказаться, что они

Гидростатическим напором в сети
Рассмотрим решение простой задачи для схемы системы, приведенной на рисунке 4.4. Этап 1. Предполагаемое направление расходов указано стрелками на схеме. В данной системе при большой высоте

Системы
Знание напоров или давлений в отдельных точках системы является исключительно важным с точки оценки требуемой прочности трубопровода, анализа возможности развития разрыва потока и кавитационных про

Последовательных приближений
В стационарном режиме в любой гидравлической системе должны соблюдаться массовый и энергетический балансы – приток среды равен расходу среды из системы, сообщаемый системе положительный напор от ис

Решение для системы с одним узлом
Рассмотрим простую задачу, состоящую из двух участков с подключенными к ним емкостями (рисунок 6.2).

Метод половинного деления
При вычислении корня нелинейного уравнения методом половинного деления (метод ПД) решаемое уравнение должно быть приведено к виду Y(Х)= 0 (7.1)

Метод хорд
При вычислении корня нелинейного уравнения методом хорд решаемое уравнение также должно быть приведено к виду (7.1). Метод хорд дает хорошие результаты на плавных кривых, имеющих мо

Метод Ньютона (метод касательной)
При вычислении корня нелинейного уравнения методом Ньютона решаемое уравнение также должно быть приведено к виду (7.1). Метод Ньютона дает хорошие результаты на плавных кривых, имею

Метод простой итерации
Казалось бы, это один из самых простых методов решения нелинейных уравнений. В данном методе решаемое уравнение F(Х)= 0 необходимо представит в виде Х = f(Х)

Режимов трубопроводных систем
8.1 Вывод расчетного уравнения для решения методом узловых давлений 8.2 Метод контурных расходов Решение задач потокораспределения в трубопроводных

Давлений
Снова рассмотрим систему из трех участков, для которой производилось определение расходов методом приближения (рисунок 8.1).

Контурных расходов
Рассмотрим элемент трубопроводной системы, состоящий из четырех участков, образующих замкнутый контур (рисунок 8.2). Предполагаемые направления потоков на участках показаны на рисун

Устойчивости
Понятие устойчивости является общеинженерным и встречается при анализе режимов работы самых различных систем: устойчивость положения механической системы, устойчивость строительных

Процессы помпажа в насосных системах
Рассмотрим работу системы, состоящей из насоса, трубопровода и напорного бака (на рисунке 9.3а). Линия характеристика насоса имеет «провал» и «горб» в пределах первого квадранта – т

Причины возникновения помпажа
Помпаж в трубопроводных насосных системах возникает из-за сочетания ряда обстоятельств, каждое из которых может способствовать возникновению помпажа, но само по себе не является для

Конструктивные мероприятия
Учитывая, что для насосов с непрерывно падающей характеристикой возникновение помпажа в принципе невозможно, казалось бы очевидным использовать всегда именно такие насосы. Однако наличие горба на х

Проектные мероприятия
На этапе выполнения проектных работ необходимо так подобрать оборудование и его размещение, чтобы возможно было впоследствии эксплуатировать насосную установку без возникновения помпажа. Для этого

Кавитация в насосах
Кавитацией называется комплекс явлений, связанных с образование парогазовых полостей в проточной части какого-либо устройства из-за вскипания жидкости в зоне местного понижения стат

Допустимая геометрическая высота всасывания
Основной задачей при эксплуатации насосов является недопущение возможности возникновения кавитации в насосе. Достигается это правильным выбором геометрической высоты всасывания насоса Н

Мероприятия против возникновения кавитации
Из (10.11) следует, что для уменьшения возможности возникновения кавитации и увеличения допустимой высоты всасывания необходимо соблюдать следующие рекомендации: а) перекач