Из открытого резервуара по трубопроводу d1 = 75 мм
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Из открытого резервуара по трубопроводу d1 = 75 мм, l1 = 12 м и d2 = 60 мм, l2 = 15 м, происходит истечение воды в атмосферу при постоянном напоре H = 4 м. Коэффициент сопротивления крана к ξ = 5, шероховатость стенок трубы = 0,5 мм. Определить расход воды, если выходное отверстие трубопровода расположено выше входного на величину H1 = 1,5 м. Вязкость воды ν = 0,011 Ст.
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
Расход жидкости через трубопровод составит 4,9 литра в секунду.
Решение
Располагаемый напор на трубопроводе определяется по следующей формуле (уравнение Бернулли):
В нашем случае: - Δz = Н - H1 = 4 - 1,5 = 2,5 м
Для открытых баков пьезометрический напор в избыточной шкале равен ризб = 0:
Потери напора при движении жидкости по трубе складываются из потерь на трение по длине и потерь на местных сопротивлениях:
Суммарные потери в трубопроводе складываются из потерь на первом участке и на втором:
Σh = Σh1 + Σh2
Предварительно будем считать, что в трубопроводе турбулентный режим течения. Вода - маловязкая жидкость.
Для определения потерь напора при турбулентном течении воспользуемся формулой Вейсбаха - Дарси:
Из условия сплошности (неразрывности) для последовательного трубопровода:
Q1 = Q2 = Q3 =...= Qn = S1 · υ1 = S2 · υ2 = S3 · υ3 =...= Sn · υn ,
отсюда
где
отсюда
Определим потери на первом участке:
В данном случае неизвестной величиной является коэффициент гидравлического трения λ
. Универсальной формулой для определения λ при турбулентном режиме, является формула Альтшуля, однако при неизвестных значениях числа Рейнольдса можно предварительно воспользоваться её сокращённым вариантом - формулой Шифринсона, применяемой для зоны автомодельности (независимости по числу Рейнольдса):
Для первого участка трубопровда:
Местные сопротивление на первом участке:
- выход из бака (вход в трубу) с острыми кромками (внезапное сужение с бесконечного диаметра) - ξв.с = 0,5;
тогда
Для второго участка трубопровода:
Местные сопротивления на втором участке:
Внезапное сужение потока с диаметра d1 на d2, значение коэффициента местного сопротивления ξвс вычисляем по формуле Идельчика:
- кран с ξ = 5;
- выход из трубопровода ξвых = 1;
тогда
Суммарная характеристика трубопровода при истечении в атмосферу:
отсюда
Проверим режимы течения и уточним значения λ по формуле Альтшуля:
- для первого участка
Значение λ изменилось не значительно и его можно оставить без изменения
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
