Вычислить необходимую мощность двигателя для перекачки воды при температуре (, ) в трубопроводе

Вычерчиваем трубопровод с указанием основных размеров и местных сопротивлений (рисунок 2).
Рис. 2. Схема трубопровода
2. С помощью уравнения неразрывности потока жидкости находим средние скорости движения жидкости на каждом из участков трубопровода
(1)
3. Рассчитываем число Рейнольдса на каждом участке трубопровода
(2)
Поскольку для всех участков трубопровода выполняется условие
то режим движения воды на данных участках будет турбулентным.
4. Согласно заданию трубы чугунные очищенные. С таблицы 1.1 методических указаний находим соответствующее значение средней шероховатости внутренних стенок трубопровода . Вычисляем относительную шероховатость участков трубопровода
(3)
С рисунка 1.1 методических указаний для значений числа Рейнольдса и относительной шероховатости находим коэффициент гидравлического сопротивления каждого участка трубопровода:
5. По формуле Дарси-Вейсбаха находим потери давления от трения на участках трубопровода
(4)
6. По формуле Вейсбаха находим потери давления в местных сопротивлениях на участках трубопровода
(5)
Все значения коэффициентов местных сопротивлений находим из таблицы 1.2 методических указаний:
- участок 1: острая входная кромка, ;
- участок 2: резкий поворот в трубе на угол 90о – ;
- участок 3: задвижка с листовым шибером, установленная на участок трубопровода диаметром со степенью открытия (используем метод линейной интерполяции)
- участок 4: задвижка с листовым шибером, установленная на участок трубопровода диаметром со степенью открытия (используем метод линейной интерполяции)
- участок 6: внезапное сужение потока от диаметра до диаметра
- участок 7: внезапное расширение потока от диаметра до диаметра
- участок 8: затвор конусный (крановый) с углом поворота – .
Соответствующие потери напора в местных сопротивлениях согласно формуле (5) будут равны:
7 . Проведем расчет сложной части трубопровода (участки 3 и 4). Исходя из уравнения неразрывности потока жидкости, можем записать
(6)
Поскольку участки 3 и 4 размещаются на одной высоте (как начало, так и конец каждого участка), а также давление в конце этих участков одинаковое, то отсюда следует, что и потери давления на участках должны быть одинаковыми, то есть
(7)
(8)
(9)
С совместного решения уравнений (6) и (7) с учетом выражений (8), (9) получаем формулы для расчета средней скорости движения воды на 3 и 4 участках трубопровода
(10)
(11)
(12)
Решение находим с помощью метода последовательных приближений