Характеристик

 

При нахождении режимов трубопроводных систем рекомендуется придерживаться определенного порядка действий, не стремясь сразу начинать графические построения (может оказаться, что они вовсе не нужны). В первую очередь следует ясно понять схему системы, что требуется определить по условию задачи, обратить внимание на единицы расходов и давлений на графике.

После уяснения задания рекомендуется действовать последовательно, выполняя ниже перечисленные этапы, стараясь не перескакивать через этап.

 

Этап 1. На расчетной схеме указать стрелками предполагаемые направления расходов на участках.

В принципе, направление стрелок может быть выбрано произвольно, однако настоятельно рекомендуется, чтобы стрелки соответствовали наиболее вероятному направлению потоков. Учитывая, что расходы в этих направления будут соответствовать положительным значениям расхода, появляется определенная гарантия того, что в решении придется задействовать только первый квадрант координатной сетки, где расходы положительны (иногда приходится выполнять построения и в IV квадранте).

Простановку направления расходов лучше всего начинать от нагнетателя – поток должен выходить из напорного патрубка и входить во всасывающий патрубок.

Если в системе несколько нагнетателей, то наиболее вероятно, что направление общей циркуляции в системе будет определять более мощный из них.

В некоторых ситуациях направление потока не может быть однозначно определено, в этом случае следует поставить стрелку в наиболее вероятном направлении.

Напоминаем, что ошибочный выбор направления потока на участке может и не являться грубой ошибкой ­– ответ может быть найден и при таком направлении стрелки, просто придется, возможно выполнит построения в зоне отрицательных координат.

 

Этап 2. Разделить систему на нагнетательную установку и сеть.

Этот этап важен, так как неправильное деление означает неправильные графические сложения.

Деление системы на две условные части следует производить в строгом соответствии с принятым направлением расходов на участках. Нагнетательная установка должна, естественно, обеспечивать именно такое направление движения потоков, как проставлено стрелками на схеме.

Если в системе один насос или вентилятор лучше не гадать, а именно его одного и принять за нагнетательную установку. Такой подход с большой вероятностью приводит к тому что рабочая точка будет находиться в пределах первого квадранта.

 

Этап 3. Внимательно проанализировать схему системы и уяснить, какие элементы соединены последовательно, а какие параллельно, и в каком порядке необходимо производить сложение.

 

Этот этап для многих студентов является наиболее сложным. Обращаем внимание, что термин «параллельно» вовсе не означает геометрическую параллельность, а указывает лишь способ соединения. На рисунке 4.1 приведены несколько схем систем, в которых участки 1 и 2 соединены последовательно, а участки 3 и 4 – параллельно.

План действий отражает последовательность построений на графике, необходимых для построения характеристик нагнетательной установки и сети.

Вначале рекомендуется записать действия с элементами системы, входящих в нагнетательную установку. Наиболее часто, когда в сети один нагнетатель, операций сложения производить вообще не требуется. Нужно просто зафиксировать, что принять за НУ, например а →НУ.

Затем следует записать действия, необходимые для построения характеристики сети. Чтобы не переписывать содержание предыдущих действий, рекомендуется использовать сокращенную запись: обозначение с номером в круге означает линию, полученную при выполнении действия с указанным номером. Например, обозначение 3 указывает на линию, полученную в 3-ем действии. Для указания параллельного сложения характеристик рекомендуется использовать обозначение из двух параллельных линий. Например, обозначение (а+б)// показывает, что характеристики вентиляторов а и б следует складывать параллельно.

 

 

 

 

Рисунок 4.1 – Схемы систем с параллельным и последовательным

соединением участков

 

Этап 4. Записать по действиям план построений, необходимых для решения задачи.

На этом этапе надо просто по-порядку записать все действия сложения (или вычитания), которые необходимо выполнить для построения обобщенных характеристик сети нагнетательной установки. После записи действий сложения рекомендуется зафиксировать построение точки Ф фактического рабочего режима.

 

Этап 5. Выполнить по порядку все действия сложения, предусмотренные планом построения.

Выполнение действий по сложению характеристик является типовой, чисто механической процедурой. Рекомендуется начинать построение точек кривых с выполнения сложения в «контрольных точках». Общее количество точек на кривой должно быть 4-5.

Особое внимание следует обратить на правильность сложения: если планом предусмотрено параллельное сложение по расходам (по горизонтали), то недопустимо в этом действии складывать линии последовательно по давлениям (по вертикали).

Без необходимости не рекомендуется строить линии в зоне отрицательных координат. Такие построения следует выполнять только в том случае, если без них получить ответ невозможно.

 

Этап 6. Поставить точку рабочего режима Ф на пересечении характеристики нагнетательной установки и сети.

Это первая точка, которая отражает действительный фактический расход, который должен установиться в сети и в нагнетательной установке.

При правильном плане решения построение должно дать пересечение в зоне I-го квадранта, где расходы и давления положительны.

Если точки пересечения не получается, то, скорее всего, требуется продлить линии построения при сложении характеристик, построив дополнительные точки так, чтобы охватить зону предполагаемого пересечения.

 

Этап 7. Выполнить «обратные построения», чтобы найти те параметры, которые требуется определить по условию задачи.

Обратные построения выполняются для нахождения рабочих режимов отдельных конкретных элементов системы – нагнетателей и участков. Этот этап следует выполнять очень внимательно. Начинать обратные построения следует всегда с точки Ф (никогда иначе !!!). Они должны выполняться в соответствии с планом построения – не допускается перескакивать через действие. Из некой точки, поставленной на линии сложения двух характеристик, можно вернуться только на линию одной и из этих характеристик, и ни на какую другую.

Перемещения с линии на линию могут производиться только по вертикали или горизонтали, в соответствии с тем, как выполнялось сложение. Диагональных перемещений не может быть никогда.

Не следует делать лишних построений и находить рабочие параметры элементов, не требующихся для нахождения ответа.

 

Примеры решения задач с использованием описанной методики приведены ниже.