В табл.5.5–5.12 приведены исходные данные для гидравлических расчетов сложных трубопроводов.

Таблица 5.5 Общие данные по трубопроводу

Табл.5.5 содержит следующие общие данные по трубопроводу:

• KOD – целочисленная переменная, кодирующая тип решаемой задачи. Она может принимать одно из трех возможных значений: 1 соответствует выбору труб из сортаментов по заданным расходам и допустимым скоростям, 2 соответствует решению прямой задачи расчета трубопровода – определению расходов по участкам при заданной геометрии трубопровода, 3 соответствует решению обратной задачи расчета развет­вленного сложного трубопровода – определению дополнительных сопротивлений для обеспечения заданного распределения расходов по участкам;
• NU4 – общее число участков трубопровода, характеризующихся постоянным расходом по длине;
• NKK – общее число отрезков с постоянным расходом и диаметром по длине;
• KN – число насосов в составе трубопровода;
• MAT – код марки материала трубопровода, принимающий численные значения в соответствии с индексами материалов труб в табл.3.18;
• TELO – код рабочего тела, принимающий следующие значения: 1 – забортная вода, 2 – пресная вода, 3 – масло, 4 – легкое топливо, 5 – тяжелое топливо;
• NPZ – номер узла с заданным давлением;
• PZ – заданное давление;
• GAM – плотность рабочего тела;
• AB – абсолютная шероховатость труб;
• EPS0 – допустимая погрешность итераций.

Таблица 5.6 Данные по насосам

Для каждого из насосов в табл.5.6 указаны номера узлов всасывания Iв и нагнетания Jн, между которыми установлен насос. Далее приведены характерные точки на напорно-расходной характеристике насоса. Каждая точка задана парой чисел – подачей насоса Q и соответствующим ей напором H. Могут быть заданы от одной до пяти таких точек. Эти точки используются для аппроксимации характеристики насоса.

Таблица 5.7 Данные по участкам и отрезкам трубопровода

№ п/п	№УЧ	Iвс	Jн	Q	D	L	м			R/D	Z	vд
1	1	1	2	191,8	150	0,1		0,66				3
2	2	2	3	191,8	150	0,5						3
3				191,8	250	2,5	5,7		400.	2		1
4	3	3	7	373	200	2,0			180	2		3,5
5	4	7	11	150	200	15,4	14,79		600	2		1,5
6	5	7	8	223	150	1,5			180	2		3,5
7	6	8	10	115	150	0,5	0,27					2.5
8				115	125	4	5,15		210	2		3
9				115	150	1	0,1					2,5
10	7	8	9	108,5	100	1			180	2		4
11	8	9	10	95	100	3	3,02		210	2		3,5
12	9	9	11	13,5	32	5	13,59		400	2		4,5
13	10	10	12	210	150	1,7	0,4		180	2		3,5
14	11	11	12	163,5	200	2			210	2		1,5
15	12	12	13	373	200	1,5			60	2		3,5
16				373	250	1,5	12,7		90	2		2,5
17	13	13	4	373,5	250	1,5			60	2		2.5
18	14	4	1	191,8	250	2	0,06		180	2		1,5
19				191,8	200	1	0,25		60	2		2,5
20				191.8	210	0,5	0,01					2
21	15	4	5	181,7	150	1	0,15					3
22				181,7	210	0,5	0,25		90	2		1,5
23	16	5	6	181,7	150	0,1						3
24	17	6	3	181,7	150	0,5	0,27					3
25				181,7	125	3,7	0,38					4

В табл.5.7 обозначены: № п/п – последовательная нумерация отрезков. Макси­мальное значение № п/п соответствует общему числу отрезков в составе трубопровода; №УЧ – нумерация участков трубопровода; Iвс – номер узла начала участка; Jн – номер узла конца участка. Строки без указания Iвс и Jн относятся к последующим отрезкам данного участка; Q – заданный расход на участке, м3/ч; D – внутренний диаметр трубопровода на отрезке, мм; L – суммарная длина прямых труб на протяжении отрезка, м; ?м – сумма коэффициентов местных сопротивлений на отрезке; ? – коэффициент кинематической вязкости, 10-6 см2/с; ?? – сумма погибов на отрезке, град; R/D – характеристика погибов труб на отрезке – отношение радиуса погиба к диаметру трубопровода; Z – разница высот всасывания и нагнетания на участке, м (для кольцевых магистралей может не задаваться); vд – допустимая скорость на отрезке, м/с.

В табл.5.8 и 5.9 приведены данные по варианту трубопровода.

Таблица 5.8 Общие данные по варианту трубопровода

Таблица 5.9 Задание характерных узлов и участков трубопровода

Вариантом считается трубопровод, полученный из исходного (см. табл.5.7) удалением части участков или заданием на некоторых из них фиксированного значения расхода. Определенная часть трубопровода может быть объявлена подсистемой и рассчитываться отдельно. В основном трубопроводе подсистема учитывается квадратичной зависи­мостью сопротивления от расхода.

В табл. 5.10 приведены результаты расчета модели GID для варианта исходных данных представленных в табл.5.5–5.9. Решается задача выбора труб из сортамента по заданным расходам и допустимым скоростям с анализом ресурса.

Таблица 5.10 Результаты расчета ресурса труб

Как видно из табл.5.10, имеет место весьма неравномерная нагрузка труб. На ряде участков ресурс труб превышает 50, 60 и даже 90 лет, а на других он снижается до величин менее года. Это свидетельствует о необходимости выравнивания ресурса труб до величин, во-первых, близких друг другу, а во-вторых, до требуемых 8 или 12 лет для совмещения замены труб с капитальным ремонтом судна.

В табл.5.11 приведены результаты решения прямой задачи для варианта данных из табл.5.5–5.9 с использованием комплекса программ GID.

Таблица 5.11 Расходы на участках и отрезках

Как видно из табл.5.11, система из двух насосов с указанными в табл.5.6 характеристиками, работая на данный трубопровод, обеспе­чивает суммарную подачу 589,5 м3/ч и на значительной части отрезков скорости течения превосходят 4 м/с, что выше 3,5 м/с, допустимых для применяемого материала МНЖ5-1. На некоторых участках скорости превосходят 5 и даже 6 м/с, что, конечно, недопустимо, так как снижает ресурс трубопровода до величины менее одного года. Это свидетельствует о необходимости установки дополнительных сопротивлений для регулирования расходов и скоростей до приемлемых значений.

В табл.5.12 приведены результаты расчета дроссельных шайб для достижения расходов на участках 4, 6 и 8, заданных в табл.5.9.

Таблица 5.12 Дроссельные устройства

?Pш – потеря напора на шайбе, МПа; ?ш – коэффициент сопротивления шайбы; Dш – диаметр отверстия в шайбе, мм; Zш – число шайб.

Установка на участках нескольких шайб связана с тем, что они малошумные, а следовательно, и с ограниченным сопротивлением каждая. В табл.5.13 приведены гидравлические характеристики трубопровода после установки на участках 7-11, 8-10 и 9-10 указанного числа дроссельных шайб.

Таблица 5.13 Расходы в трубопроводе с шайбами

Как видно из табл.5.13, гидравлические характеристики трубопровода значительно улучшились по сравнению с данными табл.5.11. Массовое превышение допустимых скоростей не наблюдается.