3. Алгоритм решения прямой задачи.

Прямая задача может быть решена следующими методами:

- аналитическим методом;

- методом потерянного напора на единицу длины трубопровода;

- методом характеристик.

Рассмотрим наиболее широко применяемый аналитический метод. Расчет ведется от самой удаленной точки системы, для которой может быть задан следующий ряд параметров:

Н₁ – напор, Дж/кг;

- вид жидкости (при необходимости и ее термодинамические параметры);

S₁ – площадь проходного отверстия у потребителя, м²;

- коэффициент расхода для потребителя (выбирается из табл.3) [1].

Вместо двух последних параметров может быть задан расход жидкости Q_1.2, м³/с, либо он определяется на участке 1-2 по формуле

, м³/с.

Скорость движения жидкости выбирается в диапазоне С=2-5 м/с согласно табл.4 [2]. Внутренний диаметр трубопровода на участке 1-2 определяется как

, м.

После определения диаметра, его значение сравнивается с диаметром трубопровода, равным диаметру условного прохода Ду, который регламентируется стандартом (стандартом установлены следующие значения условных проходов: 10, 15, 20,32,40,50,65, 90,100,125,150,200,300,350,400 и др.). При выборе стандартного размера внутреннего диаметра трубопровода (Ду) стремятся, чтобы Ду мало отличался от фактического значения.

Таблица 3

Таблица 4

Среда	Назначение трубопровода	Скорость, м/с
Вода пресная	Конденсатный: - приемный - напорный Питательный Охлаждения ДВС: - приемный - напорный Бытовой пресной воды: - приемный - напорный	0,5 – 1,0 2,5 – 3,0 3,0 – 4,0 1,5 – 2,0 2,0 – 2,5 1,0 – 1,5 2,0 – 2,5
Рассол	Рассолопровод СКВ	1,5 – 2,0
Вода забортная	Приемный насоса Напорный магистральный Отросток к потребителю	2,0 – 2,5 2,5 – 3,0 4,0 – 7,0
Топливо и масло	Приемный насоса: - без подогрева - с подогревом Перекачивающий: - без подогрева - с подогревом Масляный напорный ГТЗА Топливный котла: - до подогревателя - после подогревателя	0,5 – 0,7 1,0 – 1,2 1,5 – 2,0 2,0 – 2,5 2,0 – 2,5 1,5 – 2,5 2,5 – 3,0

Расхождение не должно превышать 10%в противном случае гидравлический расчет необходимо выполнять по фактическому значению диаметра трубопровода. Справочные материалы по сортаменту труб могут быть взяты из [3]. По выбранному значению d_1.2 производится уточнение скорости жидкости:

Рассчитываем критерий Рейнольдса:

где ν – коэффициент кинематической вязкости перекачиваемой жидкости (может быть взят из [4]), м²/с.

Определяем коэффициент гидравлического трения по следующим формулам:

область вязкого сопротивления Re<2300 (формула Пуазейля);

область гидравлически гладких труб 4000<Re<10⁵ (формула Блазиуса);

область гидравлически гладких труб 4000<Re<3*10⁶ (формула Кольбрука);

область доквадратичного сопротивления , где k_э эквивалентная шероховатость (формула Альтшуля);

область квадратичного сопротивления (область автомодельности) (формула Прандтля-Никурадзе).

Определяем коэффициенты местных сопротивлений (выбираются из справочников [4], [5] в зависимости от вида местных сопротивлений). Находим полный коэффициент сопротивления рассчитываемого участка:

.

Находим потерянный напор на участке 1-2:

, Дж/кг.

Расчетный напор в точке 2 будет найден:

, Дж/кг.

Таким образом, напор в точке 2 определен, т.е. задача для участка 1-2 решена полностью и в конечном виде. Расчет последующих участков выполняется аналогично.