По простому трубопроводу переменного диаметра происходит истечение в атмосферу

Определим режим течения жидкости на участках. Для этого найдем число Рейнольдса Re:
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
В трубопроводе турбулентный режим течения.
Для определения потерь напора при турбулентном течении воспользуемся формулой Вейсбаха - Дарси:
В данном случае неизвестной величиной является коэффициент гидравлического трения λ . Универсальной формулой для определения λ при турбулентном режиме, является формула Альтшуля:
Местные сопротивление на первом участке:
- выход из бака (вход в трубу) с острыми кромками (внезапное сужение с бесконечного диаметра) - ξв.с = 0,5; тогда:
Местные сопротивления на втором участке:
- внезапное сужение трубы с d1 на d2 значение коэффициента местного сопротивления ξвс вычисляем по формуле Идельчика:
- задвижка а = 20 мм, а / d = 20 /50 = 0,4, ξз = 4,6 по табл.
- выход из трубопровода (бесконечное расширение) ξвых = 1;
Требуемый напор:
Ответ: Необходимый уровень воды в баке для обеспечения заданного расхода составляет 26,25 метра.