К открытому резервуару А присоединен короткий стальной трубопровод
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
К открытому резервуару А присоединен короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной l1 = 6 м и l2 = 10 м и диаметрами d1 = 90 мм и d2 = 75 мм соответственно. Истечение по короткому трубопроводу происходит в атмосферу при постоянном напоре Н в бак В. Температура воды t = 5 °С с ν = 1,52·10-6 м2/с. Определить:
1. Напор Н, который необходимо поддерживать в резервуаре А, чтобы наполнить бак В объемом V = 15 м3 за время Т = 14 мин, если заданы коэффициенты гидравлического трения на участках λ1 = 0,032 и λ2 = 0,021, а также размеры этих участков;
2. Режим течения воды на участках;
3. Область гидравлического трения на участках, если эквивалентная шероховатость стенок трубопровода на обоих участках одинакова и составляет Δ = 0,08 мм.
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
Для обеспечения заданных условий напор в баке должен быть равен 6,05 метра.
Решение
Коэффициенты местных сопротивлений: вход в трубу ξвх = 0,5, внезапное сужение потока ξвс, задвижка ξзд = 2.
Необходимый расход через трубопровод:
Определим скорость потока на участках трубопровода:
Определим режимы течения на участках трубопровода:
- для первого участка:
- для второго участка:
На обоих участках турбулентный режим течения.
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
Для определения потерь напора при турбулентном течении воспользуемся формулой Вейсбаха - Дарси:
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 с ξз = 2;
- выход из трубопровода (бесконечное расширение) ξвых = 1, тогда:
Необходимый напор в баке:
Границы областей видов гидравлического трения при турбулентном режиме движения.
1-я область, зона гидравлически гладких труб:
2-я область, переходная зона:
3-я область, квадратичная зона (независимость от числа Re):
В нашем случае, для участка 1:
Зона 2, переходная зона, где потери на трение по длине зависят как от шероховатости поверхности труб, так и от скорости течения жидкости.
Для участка 2:
Зона 2, переходная зона, где потери на трение по длине зависят как от шероховатости поверхности труб, так и от скорости течения жидкости.
Ответ: Для обеспечения заданных условий напор в баке должен быть равен 6,05 метра.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
