Поршень диаметром D двигаясь равномерно

При температуре 20 0С плотность воды ρ = 998 кг/м3, коэффициент кинематической вязкости ν = 10-6 м2/с, давление насыщенного пара
рнп = 2332 Па [1].
Проведем сечение 1-1 по свободной поверхности воды в баке, а сечение 2-2 по плоскости поршня в цилиндре. Плоскость сравнения 0-0 проходит по поверхности воды в баке. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:
z1+p1ρg+α1v122g=z2+p2ρg+α2v222g+hпот,
где z1 и z2 – превышения центров сечений 1-1 и 2-2 над плоскостью сравнения 0-0: z1 = 0, z2 = z0;
р1 и р2 – абсолютные давления в сечениях 1-1 и 2-2: р1 = ратм = 101325 Па ≈
≈105 Па,
давление р2 принимаем равным давлению насыщенного пара воды р2 = рнп = =2332 Па;
v1 и v2 – средние скорости в сечениях:
в сечении 1-1 на свободной поверхности v1 = 0
а в сечении 2-2 v2 равна скорости поршня;
α1 и α2 –коэффициенты Кориолиса для сечений; на свободной поверхности и у поршня α1 = α2 = 1;
hпот =hд + Σhм – сумма потерь напора по длине и в местных сопротивлениях.
Для заданного расхода найдем скорость движения поршня:
v2=4QπD2.
Cкорость воды в трубопроводе:
v1=4Qπd2.
Определим число Рейнольдса для течения в трубе:
Re=v2dν=4Qπdν=4∙1,1∙10-3π∙0,025∙10-6=56020.
Таким образом, режим течения в трубе турбулентный.
Потери напора по длине определим по формуле Дарси-Вейсбаха:
hд=λldv122g,
где λ – коэффициент гидравлического трения