Из источника А вода подается в разветвленную сеть (рис
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Из источника А вода подается в разветвленную сеть (рис.4.2). Магистральный трубопровод имеет последовательные участки длиной L, диаметрами d, d/2, d/3 и параллельные ветви, имеющие диаметры d/2. На одном из участков имеется путевой объемный расход воды q. По ответвлению вода подается в резервуар, который связан посредством сифонного трубопровода с другим резервуаром. Разница уровней в резервуарах Н. Сифонный трубопровод выполнен с углами поворота α и β, имеет сетку с обратным клапаном. От нижнего резервуара отходит трубопровод с толщиной стенок е, в котором перед закрытием задвижки имеется давление р0. Трубы в сети чугунные.
Требуется:
1. Определить распределение расхода в ветвях трубопровода с объемным расходом Q1 на параллельных участках.
2. Определить потери напора на последовательных участках трубопровода с объемным расходом Q2.
3. Определить, при какой начальной скорости ν0 движения воды в чугунном трубопроводе давление при мгновенном закрытии задвижки достигнет величины р.
4. Определить диаметр сифона.
Дано: d = 300 мм = 0,3 м, L = 400 м, Q1×10-3 = 16 м3/с,
Q2×10-3 = 10 м3/с, q×10-2 =3 л/с, α = 90°,
β = 90°, Н = 2 м, Qсиф×10-3 = 25 м3/с,
е = 7 мм, ро× 105 = 1,2 Па, р × 106 = 1,9 Па.
Qп, h, ν0, dс= ?
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
dс = 170 мм, h = 15,64 м, υ0 = 1,7 м/с, Qп1= Qп2 = 0,014 м3/с
Решение
1. Определим распределение расхода на параллельных участках.
Потери напора в трубопроводе с непрерывным путевым расходом: , где QT – транзитный расход, равный ; путевой расход
Расход жидкости в точке разветвления распределяется по двум ответвлениям. Диаметры ответвлений равны. Уравнение баланса расхода для данного трубопровода будет:
,
2. Определим потери напора на последовательных участках трубопровода. Трубопровод состоит из труб различного диаметра, уложенных в одну линию друг за другом. Расход жидкости, проходящий по трубопроводу постоянен. Потери напора будут определяться как сумма потерь напора на трех участках: ;,
где hl1, hl2, hl3 – потери напора на соответствующих участках трубопровода. Потери напора на участках определим по формуле: ,
где К – модуль расхода, определяется по [1].
Рассмотрим 3-й участок.
Расход Q = Q2, при d = 0,1 м К = 53,61 л/с = 53,61∙10-3 м3/с
2 – й участок: Q = Q2, при d = 0,150 м - К = 154,6 л/с = 154,6∙10-3 м3/с
1 – й участок: Q = Q2, при d = 0,3 м - К = 987,7 л/с = 0,9877 м3/с
3. Определим начальную скорость движения воды в трубопроводе.
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;
Е – модуль упругости материала стенок трубы, Па;
d – внутренний диаметр трубопровода, м;
е – толщина стенок трубопровода, м.
Отношение модулей упругости Еж/Е = 0,02 [2].
Повышение давления ∆р = р – р0 = 1,9∙106 - 1,2∙105 = 1780000 Па
Выразим скорость из формулы (1):
4
. Определим диаметр сифонного трубопровода.
, ,
Определим отношение: ;
По таблице [1. с.101] определяем диаметр сифонного трубопровода: d = 200 мм.
2-й способ
Из уравнения Бернулли, записанного для сечений 1-1 (по поверхности жидкости в левом резервуаре) и 2-2 (по поверхности жидкости в правом резервуаре) относительно плоскости сравнения 0-0, совпадающей с сечением 2-2 следует:
Уравнение в общем виде:
где z- высота центра тяжести сечения над плоскостью сравнения 0-0, м;
- пьезометрическая высота, м;
- скоростная высота или скоростной напор, м;
hпот - потерянная высота или потери напора при перемещении жидкости от сечения 1-1 до сечения 2-2, м
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
