ҚҰбырлардың гидравликалық есебі

Тегеуірінді құбырларды келте және ұзын құбырларға бөледі. Келте құбырлар деп тегеуіріннің жергілікті шығындары ағынның (құбырдың) бойындағы тегеуіріннің шығындарының 10 % -нен асатын құбырларды атайды. Мысалы сорғыш машиналардың (насостардың) соратын құбырлары, қозғалтқыштардың суыту жүйелерінің құбырлары, түрлі машиналардың майлау жүйелеріндегі құбырлар, резервуарлар мен аппараттарды бірін бірімен жалғастыратын құбырлар келте құбырлар болып табылады.

Ұзын құбырлар деп сұйық пен газдардың едәуір үлкен арақашықтықтарға айдау үшін қолданылатын, ағынның бойындағы тегеуіріннің шығынымен салыстырғанда жергілікті шығындар оның 10 %-нен аспайтын құбырларды атайды. Мысалы су құбырлар, мұнай немесе газ айдайтын құбырлар ұзын құбырлар болады.

Ұзын құбырларды гидравликалық схемасына сәйкес қарапайым немесе жәй және күрделі құбырларға бөлуге болады. Диаметрі бірдей немесе әр түрлі бірнеше құбыр тізбектеліп жалғанған болса, ондай құбырлар системасын жәй құбыр деп атайды. Басқаша айтқанда құбырдың бойында оған басқа құбыр жалғанбаса және одан тармақталып құбыр айырылмаса, онда оны жәй құбыр деп атаймыз (65-сурет, а).

Күрделі құбыр деп тармақталған, тұйық әр түрлі тізбектеліп және қабат қосылған учаскілері бар құбырларды атайды (65-сурет, б, в). Сондықтан күрделі құбырларды тұйық және айналып қайта қосылған түрлерге бөледі (65-сурет, б, в).

65-сурет.

Дарси-Вейсбах формуласындағы Дарси коэффициенті Рейнольдс критериінен және эквиваленттік бұдырлықтан тәуелді болатынын бұрын ескерткенбіз, сонда

Үзіліссіздік заңы бойынша дөңгелек құбыр үшін

Сондықтан

немесе

Турбуленттік ағындар үшін кедергі квадраттық болса, Дарси коэффициенті тек бұдырлықтан ғана тәуелді, демек

Құбырдың материалы мен диаметрі өзгермейтін жағдайларда

Бұл шама (А) құбырдың меншікті кедергісі деп аталады.

Сонда

(95)

немесе

мұндағы - құбырдың кедергісі.

Ұзын құбырларды есептегенде Шези формуласы арқылы табылатын тәуелділіктерді қолдануға болады. Шези формуласын қолданып мөлшерді анықтайық

Осы формулаға жаңа белгі енгізейік

немесе

Ұзын құбырларды есептегенде, әдетте тегеуірін толық сол құбырлардағы кедергілерге жұмсалады деп қабылданады, , сондықтан

Жалпы құбырларды есептегенде олардың материалы (бетінің бұдырлығын кестелерден қабылдау үшін) және ұзындығы беріледі. Белгісіз болатын шамалар: тегеуірін , мөлшер және құбырдың диаметрі . Сондықтан, құбырлардың гидравликалық есебі әдетте төменде келтірілген үш есептің бірі болуы мүмкін.

1. Диаметрі , ұзындығы құбырмен -ға тең мөлшер өткізу үшін жеткілікті болатын тегеуірін -ты анықтау. Бұл есепті шығару үшін берілген диаметр арқылы кестелерден -ның мағынасын қабылдап (97^/) формуламен тегеуірінді анықтайды.

2. Диаметрі , ұзындығы құбырдағы берілген тегеуірінмен өтетін ағынның мөлшерін анықтау. Мұндай есепті (97) формула арқылы шығаруға болады.

3. Берілген және арқылы ұзындығы -ге тең құбырдың диаметрін анықтау. Бұл есепте (97) формулада мөлшер модулін анықтап, содан кейін оның мағынасын қолданып кестелерден құбырдың диаметрін анықтайды.

Жоғарыда келтірілген (95), (96), (96^/), (97), (97^/) формулалардағы және деген шамалардың мағыналары кестелерде квадраттық кедергіге сәйкес беріледі, сондықтан өткінші кедергі аймағында олардың мағыналарын арнайы түзеткіш коэффициентке -ға көбейтіп есептеген жөн. -ның мағыналарын ағынның жылдамдығы арқылы кестелерден қабылдайды.

66-сурет.

Ал тегеуірін құбырдың әр учаскісінде әр түрлі болады. Жеке учаскінің бойында диаметр өзгермесе ұзындығының әр өлшем бірлігінде тегеуіріннің шығыны бірдей болады. Сондықтан пьезометрлік сызықтың көлбеулігі өзгермейді. Тегеуіріннің толық шығыны бұл жағдайда жеке құбырлардың (учаскілердің) шығындарынан құралады.

Сондықтан

немесе

және

67-сурет.

мұндағы - жеке қабатталып қосылған құбырлардағы мөлшерлер,

Сондықтан

Сонда қабатталып қосылған түйінді нүктелердің (В және С) арасындағы тегеуіріннің шығыны мынаған тең

Жеке құбырмен өтетін мөлшер мына формуламен анықталады.

және