Из пункта А вода подается по чугунному трубопроводу в открытые емкости с разницей между верхней и нижней отметками — Н. Емкости сообщаются посредством сифона с объемным расходом Qсиф, выполненного из чугунных труб с углами поворота α и β. Трубопровод с объемным расходом Q2 состоит из последовательных участков каждый длиной Lи диаметрами d, d/2, d/4. Параллельный участок состоит из двух ветвей каждая длиной Lи диаметром d/2.От нижней емкости отходит чугунный трубопровод с толщиной стенок е и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. Начальное избыточное давление в трубопроводе — р0, начальная скорость – Vo.
Определить:
Потери напора по длине трубопровода при последовательном соединении.
Распределение расхода Q1 в трубопроводе на участках с параллельным соединением.
Напряжение σпри внезапном закрытии трубопровода.
Диаметр сифона.
Дано: d = 0,4 м, L = 300 м, Q1 = 12∙10-2 м3/с,
Q2 = 3∙10-2 м3/с, q = 10∙10-2 л/с = 10∙10-5 м3/с, α = 90°,
β = 90° , Н = 1,2 м, Qсиф = 35∙10-3 м3/с, р0 = 0,6∙105 Па,
е = 7 мм = 0,007 м, υ0 = 1, 2 м/с.
h= ? Qп1= ? Qп2= ? σ = ? dс = ?
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
h = 101,14 м, Qп1= Qп2 = 0,06 м3/с, σ = 35074284 Па, dс = 200 мм
Решение
1. Определим диаметр сифонного трубопровода.
Рис.1.
Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения, совпадающей с сечением 2-2 (рис.1):
Уравнение в общем виде запишется:
z- высота центра тяжести сечения 1-1 над плоскостью сравнения (ось трубопровода), 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.
Для нашей схемы: z1 = Н, z2 = 0, давление в сечениях – атмосферное (его не учитываем), скорость υ1 (на поверхности жидкости) близка к 0, ею можно пренебречь, υ2 = υс, hпот –потери в сифоне (коротком трубопроводе).
Разность уровней жидкости в бассейнах равна сумме всех потерь напора в сифонном трубопроводе; в нашем случае уравнение Бернулли запишется:
где hl- потери напора по длине трубопровода, м;
hм – потери напора в местных сопротивлениях, м.
Потери по длине определим по формуле Дарси-Вейсбаха:
,
где – коэффициент гидравлического сопротивления трения; принимаем для чугунного трубопровода по [2], равный = 0,017.
l – длина трубопровода, м;
d – диаметр трубопровода, м;
Местные потери напора определяются по формуле Вейсбаха:
,
где ζвх – коэффициент сопротивления входа в трубопровод: ζвх = 0,5 [4];
ζ90 – коэффициент сопротивления поворота на 90º, ζ90 = 1,19; [4];
ζвых – коэффициент сопротивления выхода, ζвых = 1
Подставим все известные значения в формулу напора и выразим скорость движения жидкости:
υ = 1,51 м/с
Из формулы для объемного расхода в сифоне выразим его диаметр:
Принимаем стандартное значение диаметра: dст = 200 мм.
2
. Определим потери напора на последовательных участках трубопровода
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
