Из открытого резервуара в котором поддерживается постоянный уровень
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость kэ = 0,1 мм), состоящему из труб различного диаметра d и различной длины L, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q и температура t ºС (рис. 37).
Требуется:
Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.
Установить величину напора Н в резервуаре.
Построить напорную и пьезометрическую линии, с соблюдением масштаба.
Дано: Q = 3 л/с = 0,003 м3/с, d1= 50 мм = 0,05 м,
d2= 75 мм = 0,075 м, d3= 40 мм = 0,04 м, l1 = 2 м, l2 = 10 м, l3 = 1 м,
t = 40˚С.
hl, hм, Н - ?
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
Н = 0,852 м, hl1 = 0,11 м, hl2 = 0,066 м, hl3 = 0,19 м, hм = 0,196 м
Рис.1.
Решение
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, hпот – потери напора на преодоление сил сопротивления при движении потока от сечения 0-0 до сечения 3-3 (сопротивления по длине потока и местные)
Вычислим скорости на участках трубопровода.
Определим числа Рейнольдса в каждом трубопроводе по формуле:
,
где ν – коэффициент кинематической вязкости воды при данной температуре, ν = 0,66 · 10-6 м2/с
- режим турбулентный, т.к
. число Рейнольдса больше критического значения (2320).
- режим турбулентный
- режим турбулентный
Потери по длине трубопровода на каждом участке определим по формуле Дарси – Вейсбаха:
,
где λ– коэффициент гидравлического сопротивления.
Определим зону турбулентности по формуле:
1 участок:
2 участок:
3 участок:
Все три трубы работают в переходной зоне сопротивления, в которой λ определяют по формуле Альтшуля:
,
, м
, м
Потери в местном сопротивлении определим по формуле Вейсбаха:
,
где ζ– коэффициент местного сопротивления
Потери напора при входе в трубопровод: , м,
при внезапном расширении трубопровода: м
при внезапном сужении:
где ω1,2 – площади сечений
м
Подставляем найденные значения в формулу:
м
Н = 0,852 м – полный напор.
Строим напорную линию (рис.1) согласно методическим указаниям.
Для построения пьезометрической линии необходимо от линии полного напора отложить вниз значения на каждом участке трубопровода
На участке диаметром d1:= 0,12 м
На участке диаметром d2:= 0,023 м
На участке диаметром d3:= 0,29 м
Ответ: Н = 0,852 м, hl1 = 0,11 м, hl2 = 0,066 м, hl3 = 0,19 м, hм = 0,196 м
Рис.1.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
