Все трубопроводы могут быть разделены на простые и сложные. К простым трубопроводам относятся трубопроводы без разветвлений, а к сложным - трубопроводы, имеющие хотя бы одно разветвление (или место соединения труб).
Пусть простой трубопровод постоянного сечения расположен произвольно в пространстве, имеет общую длину l и диаметрd и содержит ряд местных сопротивлений
. В начальном сечении (1—1) имеем нивелирную высоту Z1 и избыточное давление P1, а в конечном (2—2) — соответственно Z2 и P2. Скорость потока в этих сечениях вследствие постоянства диаметра трубы одинакова и равна V.
Запишем уравнение Бернулли сечений 1—1 и 2—2
;
В этом выражении
- суммарные потери на трение по длине и на местных сопротивлениях на участке трубы длиной l. Потери по длине в соответствии с формулой Дарси будут
.
Потери на местных сопротивлениях в соответствии с формулой Вейсбаха составят
.
Учитывая уравнение неразрывности потока и постоянство диаметра трубы т. е.
и
, скоростные напоры в обеих частях можно сократить. Кроме того величины
и
, выражающие удельную потенциальную энергию положения, для гидросистем технологического оборудования, как уже не раз отмечалось, много меньше потенциальной энергии сжатия
и отличаются они между собой очень незначительно. По этой причине в дальнейшем их можно не учитывать. Тогда уравнение Бернулли примет вид
или
.
Выразив величину
через расход
:
,
и подставив её в предыдущее выражение, получим
.
Введём обозначение
.
Величину
- будем называть гидравлическим сопротивлением трубопровода.
С учётом этого получим
.
Последнее выражение называется характеристикой трубопровода. Эта характеристика представляет собой зависимость суммарных потерь давления (напора) от расхода в трубопроводе
.
Если в трубопроводе установлены гидравлические аппараты, имеющие свои сопротивления, то их необходимо добавить к коэффициенту сопротивления трубопровода, и в результате получится суммарное гидравлическое сопротивления.
