Два бассейна сообщаются чугунным сифоном, имеющим обратный клапан с сеткой с углами поворотов α и β. Отметки уровней воды отличаются на величину Н. От нижнего бассейна отходит бетонная труба диаметром d, длиной L, с объемным расходом Q, с задвижкой. Магистральные асбестоцементные трубопроводы имеют последовательные и параллельные участки. Объемный расход в трубопроводе с параллельными участками — Q1, с последовательным соединением участков — Q2. На конечном участке последовательного соединения происходит равномерная путевая раздача q.
Определить:
Распределение расхода по параллельным ветвям.
Потери напора на последовательных участках.
Повышение давления Δρ в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.
Объемный расход в сифоне Qсиф.
Дано: d = 0,3 м, L = 2,5 + 102 = 102,5 м, Q1 = 25∙10-4 м3/с,
Q2 = 30∙10-4 м3/с, q = 2∙10-2 л/с = 2∙10-5 м3/с, α = 45°,
β = 90° , Н = 2,6 м, Q = 21∙10-3 м3/с, е = 8 мм = 0,008 м
Qп1= ? Qп2= ? ∆р = ? h = ? Qсиф= ?
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
Qп1 = Qп1 = 0,00125 м3/с, ∆р = 333,9 кПа, h = 0,003 м, Qсиф = 0,134 м3/с
Решение
1. Определим распределение расхода по параллельным ветвям.
Расход жидкости в точке разветвления распределяется по двум ответвлениям. Следовательно:
где Qп1,Qп2 – расходы в параллельных ветвях.
Потери напора в каждой параллельной ветви одинаковы и равны:
Тогда:
Так как: , а dп1 = dп2 = d/2
то
Отсюда получаем:
2. Определим потери напора на последовательных участках трубопровода. Трубопровод состоит из труб различного диаметра, уложенных в одну нитку. Потери напора будут определяться как сумма потерь напора на четырех участках: ,
где hl- потери напора на соответствующих участках трубопровода.
Потери напора на участках определим по формуле: ,
где К – модуль расхода, м3/с, определяется по [1]
Рассмотрим 4-й участок:
Потери напора в трубопроводе с непрерывным путевым расходом: , где QT– транзитный расход, равный ; путевой расход
Расход Q = Q2 + qL = 30∙10-4 + 2∙10-5 ∙102,5 = 0,00505 м3/с, при d/4 = 0,075 м – принимаем К ≈ 200 м3/с
3 – й участок:
Через данный участок проходит QT– транзитный расход, равный расходу на четвертом участке: Q = Q2 + qL; приd/3 = 0,1 м - К = 187,7 м3/с
Q = Q2 + qL = 30∙10-4 + 2∙10-5 ∙102,5 = 0,00505 м3/с
2 – й участок:
Через данный участок проходит QT– транзитный расход, равный расходу на третьем участке: Q = Q2 + qL; при d/2 = 0,15 м - К = 31,55 м3/с
1 – й участок:
Через данный участок проходит QT– транзитный расход, равный расходу на втором участке: Q = Q2 + qL; при d = 0,3 м - К = 0,9140 м3/с
3
. Определим повышение давления Δρв трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.
Повышение давления при гидравлическом ударе определяется по формуле Жуковского:
где а – скорость распространения ударной волны в трубопроводе, м/с;
ρ – плотность жидкости, для воды ρ = 1000 кг/м3;
,
где Еж – модуль упругости жидкости, Па; 2,0 ∙109Па [3]
Е – модуль упругости материала стенок трубы, Па; 11,5∙1010 Па [3]
d – внутренний диаметр трубопровода, м;
е – толщина стенок трубопровода, м.
Отношение модулей упругости Еж/Е = 0,017
Определим скорость движения жидкости в трубопроводе:
Повышение давления в трубопроводе определим по формуле:
4
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
