По трубопроводу (длина l диаметр d трубы стальные
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
По трубопроводу (длина l, диаметр d, трубы стальные, сварные, умеренно заржавленные, = 0) вода при tC подается к пожарному брандспойту с расходом Q. Превышение обреза сопла над осью трубопровода равно h. Определить необходимый диаметр сопла dc и избыточное давление в начальном сечении трубопровода ри, исходя из условия, что струя воды должна достигать высоты H. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Избыточное давление на входе рм.
1. Определить диаметр трубопровода.
2. Определить диаметр выходного сечения сопла.
Рисунок 11
Исходные данные 9 задача
Вариант h, м 0 l, м. Q, дм3/с H, м tC рм, кПа
2 3 20 200 24 14 35 700
Нужно полное решение этой работы?
Решение
1. Плотность воды при температуре 35 °C определим по формуле:
ρ=ρ0(1+α∙∆t);
где ρ – плотность жидкости при температуре t =t0 + Δt; Δt- изменение температуры; t0-температура, при которой плотность жидкости равна ρ0, α–коэффициент температурного расширения жидкости (в среднем для минеральных масел и нефти можно принять α=0,0007 1/°С, для воды, бензина, керосина α=0,0003 1/°С.
По таблице приложения 1 принимаем плотность воды при температуре t0=20 °С, ρ0=998 кг/м3, тогда
Δt =t-t0 =35-20 =15 °С;
следовательно,
ρ=998(1+0,0003∙5)=993,53 кгм3.
Составим уравнение Бернулли для сечений 2–2 и 3–3 относительно плоскости сравнения 0-0:
z1+p1ρg+αv122g=z2+p2ρg+αv222g+hп2-3.
HYPERLINK "http://vk-blog.com/" \hВ рассматриваемом случае z2 = h, z3 = h + H; абсолютное давление в сечении 2–2 и 3–3 равно атмосферному:
p2 = p3 = pат; ϑ2 = ϑс, ϑ3 = 0
.
Коэффициент кинетической энергии α принимается в пределах α=1÷1,1 (при турбулентном режиме).
Так как по условию задачи сопротивлением воздуха пренебречь, то потери напора между сечениями 2–2 и 3–3:
hп2-3 = 0.
Подставив эти значения в уравнение Бернулли, получим:
pатρg+vс22g=H+pатρg;
vс22g=H.
Откуда определим скорость в выходном сечении сопла:
vc =2gH=2∙9,81∙14=16,57 мс.
Составим уравнение Бернулли для сечений 1–1 и 2–2 относительно плоскости сравнения 0-0:
z1+p1ρg+αv122g=z2+p2ρg+αv222g+hп1-2.
HYPERLINK "http://vk-blog.com/" \hВ рассматриваемом случае z1 = 0, z2 = h; абсолютное давление в сечении 1–1:
p1 = pат + pм,
абсолютное давление в сечении 2–2 равно атмосферному:
p2 = pат; ϑ2 = ϑс.
Коэффициент кинетической энергии α принимается в пределах α=1÷1,1 (при турбулентном режиме).
Потери напора:
hп1-2=λldv22g+ξv22g