Из открытого резервуара с постоянным уровнем по стальному трубопроводу

42755121687356d3
00d3
35051431694493d2
00d2
28640301674855d1
00d1
25092263169522236474022936200037553902398395002935605235585000
Составим уравнение Д. Бернулли для сечений 0-0 и 3-3, относительно плоскости сравнения, совпадающей с осью трубы.
Уравнение в общем виде:
В нашем случае z1 = Н, z3 = 0, скоростным напором в сечении 0-0 пренебрегаем, т.к. его значение близко к 0 (скорость на поверхности в большом резервуаре близка к 0), давление в сечениях атмосферное, его учитывать не будем, α1 = 1,1 коэффициент Кориолиса [1], hпот – потери напора на преодоление сил сопротивления при движении потока от сечения 0-0 до сечения 3-3 (сопротивления по длине потока и местные) .
,
где hl – потери по длине на участках трубопровода; hвх, вр – потери при входе в трубопровод, при внезапном расширении трубопровода.
Вычислим скорости на участках трубопровода.
ϑ1=4∙Qπ∙d12=4∙0,00093,14∙0,05 2=0,46мс
ϑ2=4∙Qπ∙d22=4∙0,00093,14∙0,032 2=1,12мс
ϑ3=4∙Qπ∙d32=4∙0,00093,14∙0,025 2=1,8мс
Определим числа Рейнольдса в каждом трубопроводе по формуле:
,
где ν – коэффициент кинематической вязкости воды при данной температуре, ν = 1,31 · 10-6 м2/с [1].
Rе1=ϑ1∙d1ν =0,46∙0,051,31∙10-6=17557
- режим турбулентный, т.к. число Рейнольдса больше критического значения (2320).
Rе2=ϑ2∙d2ν =1,12∙0,0321,31∙10-6=27359- режим турбулентный
Rе3=ϑ3∙d3ν =1,8∙0,0251,31∙10-6=34351- режим турбулентный
Потери по длине трубопровода на каждом участке определим по формуле Дарси:
hl=λ∙ld∙ϑ22g
где λ– коэффициент гидравлического сопротивления.
Коэффициент λ определяют по формуле Альтшуля [1]:
1 участок:
hl1=0,0435,00,05∙0,46219,62=0,046 м
2 участок:
hl2=0,0473,00,032∙1,12219,62=0,28 м
3 участок:
hl3=0,0493,00,025∙1,8219,62=0,97 м
Потери в местных сопротивлениях определим по формуле Вейсбаха:
,
где ζ– коэффициент местного сопротивления