Уровень жидкости (Ж) c температурой t ºC в баке постоянный – Н
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Уровень жидкости (Ж) c температурой t, ºC в баке постоянный – Н. Длина трубопровода ℓ1, ℓ2, диаметр d1. Показание моновакумметра, измеряющего давление в баке, рм. Определить расход жидкости, вытекающей из трубопровода.
Исходные данные: Н = 310 см = 3,1 м; l1 = 2 м; l2 = 2,2 м;
d1 = 16 мм = 0,016 м; жидкость - бензин; рм = -0,16 кгс/см2;
t = 30 0С; Δ = 0,12 мм
Q = ?
Данные
к задаче α, град Н, см l1,
м l2,
м d1, мм d2, мм жидкость рм, кгс/см2 t, °С Δ, мм
1 и 2 0 310 2,0 2,2 16 34 бензин 0,16 30 0,12
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Рис. 1. Расчетная схема трубопровода.
Запишем давление в резервуаре в Па [2]:
рм=-0,16кгссм2=-0,16∙98100=-15696 Па (вакуумметрическое давление)
Плотность и кинематическая вязкость бензина: ρ = 745 кг/м3; ν = 0,0065·10-4 м2/с, [1], [2].
Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения 0-0, совпадающей осью трубопровода.
где z1, z2 – геометрические напоры соответственно в сечениях 1 и 2;
– пьезометрические напоры в соответствующих сечениях;
– потенциальный напор в рассматриваемом сечении;
– полный напор в данном сечении;
h1-2 – потери напора на участке потока между сечениями 1 и 2;
p – давление в центре тяжести рассматриваемого сечения;
– средняя скорость потока в соответствующем сечении;
α – коэффициент кинетической энергии (Кориолиса), зависит от формы эпюры скоростей
. Для круглых труб при ламинарном режиме α = 2, при турбулентном α = 1,1.
γ = ρ·g = 745·9,81 = 7308,45 Н/м3 - удельный вес жидкости.
В нашем случае: р1 = рм; р2 = 0; υ1 = 0 (скорость в сечении на поверхности жидкости очень мала, ею пренебрегаем), [2]; υ2 = υ; z1 = Н+l1; z2 = 0.
Перепишем уравнение Бернулли с учетом выше написанного:
Н+l1+рмγ=α ϑ 22g+h1-2
Потери напора в данном случае будут складываться из потерь напора по длине на участках трубопровода длиной l1 и l2 и потерь напора в местных сопротивлениях:
- потери по длине определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:
на 1-м участке:
hl1=λ l1d1ϑ22g
на 2-м участке:
hl2=λ l2d1ϑ22g
где – коэффициент гидравлического трения - на участках трубопровода с одинаковым диаметром, скоростью и шероховатостью будут иметь равные значения; l – длина участка русла, на котором определяются потери напора; d – диаметр трубопровода.
Потери в местных сопротивлениях определяются по формуле Вейсбаха:
hм=ξϑ22g
где ξ – коэффициент гидравлического сопротивления.
На схеме выделяем следующие местные сопротивления - вход из резервуара в трубопровод и поворот: ξвх = 0,5; ξп = 1,1 [1].
Н+l1+рмγ=α ϑ 22g+λ l1d1ϑ22g+λ l2d1ϑ22g+(ξвх+ξп)ϑ22g
В уравнении несколько неизвестных: принимаем в предположении турбулентного режима α = 1,1; λ = 0,025, затем уточним эти значения.
3,1+2 +-156967308,45=1,1 ϑ 22∙9,81+0,025 20,016∙ϑ22∙9,81 +
+0,0252,20,016∙ϑ22∙9,81 +(0,5+1,1)ϑ22∙9,81
Откуда скорость: υ = 2, 5 м/с
Уточним значения ранее принятых коэффициентов
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
