Вихідні дані
Остання цифра номера залікової книжки
Вихідні дані
Передостання цифра номера залікової книжки
3
1
Витрата, л/с
10
Довжина,, м
150
Зовнішній тиск, Па в€™ 10 5
1,05
Довжина,, м
100
Діаметр, мм
75
Еквівалентна шорсткість, мм
0,45
Діаметр, мм
100
Температура води, В° С
13
Номер малюнка
2.2
Номер малюнка
2.2
В
Рис.2. Розрахункова схема до задачі 2
Рішення:
Розглянемо усталений рух води в заданому трубопроводі (Рис.2). p> 1. Складаємо рівняння Бернуллі в загальному вигляді для перерізів 0-0 і 1-1 (перетин 0-0 збігається з вільною поверхнею води в лівому резервуарі, перетин 1-1 - з вільною поверхнею правого резервуару):
, (1)
де і - відстань від довільно обраної горизонтальній площині порівняння до центру ваги живих перерізів 0 і 1;
і - тиск в центрах тяжкості живих перерізів 0 і 1;
і - середня швидкість руху рідини в живих перетинах 0 і 1;
і - коефіцієнт Коріоліса. Для турбулентного режиму руху рідини;
- сумарні втрати напору на подолання сил опору при русі потоку в заданому трубопроводі;
- питома вага рідини. Для води при приймаємо Н/м 3 [1, табл.1.2]. p> 2. Намічаємо горизонтальну площину порівняння. В якості такої беремо площину, що збігається з віссю трубопроводу.
З'ясовуємо значення окремих членів, що входять в рівняння (1) відносно площини порівняння:
; (розрахунок виробляємо для надлишкового тиску);
. (2)
3. Підставляючи (2) в (1), отримуємо розрахункове рівняння для визначення шуканої величини:
В
Або. (3)
4. Визначаємо швидкість руху води в трубопроводі:
на ділянці
м/с;
на ділянці
м/с.
5. Визначаємо режим руху води на ділянках трубопроводу. Для цього обчислюємо число Рейнольдса за формулою
,
де м 2 /с - Коефіцієнт кінематичної в'язкості води при В° С [1, табл.1.13]. p> Тоді матимемо:
;
.
Оскільки маємо і, де для круглих труб критичне число Рейнольдса, то режим руху води в трубопроводі - турбулентний.
6. Визначаємо втрати напору. Маємо
. (4)
де - втрати напору по довжині трубопроводу;
- місцеві втрати при переміщенні води в системі.
Сумарні втрати по довжині трубопроводу рівні сумі втрат на кожній з ділянок, тобто
. (5)
Втрати по довжині на кожній дільниці визначаємо за формулою Дарсі
, (6)
де - коефіцієнт гідравлічного тертя.
Для визначення коефіцієнта використовуємо універсальну формулу А.Д. Альтшуля, справедливу для всіх зон опору турбулентного режиму
.
Маємо
;
.
Знаходимо втрати по довжині
м;
м;
м.
Втрати напору в місцевих опорах обчислюємо за формулою Вейсбаха
, (6)
де - середня швидкість за даними опором; - коефіцієнт місцевого опору.
Знаходимо втрати на вхід в трубопровід
м,
де - коефіцієнт опору при вході в трубопровід, вважаючи, що вхід прямий, закладені урівень в стінку [1, с.83].
Знаходимо втрати при раптовому розширенні трубопроводу з діаметра до діаметра. При цьому для визначення втрат скористаємося формулою Борда [1, с.85]
м.
Визначаємо втрати при виході води з труби у правий резервуар під рівень
м.
Визначаємо сумарні місцеві втрати
м.
Знаходимо сумарні втрати напору в трубопроводі
м.
7. Використовуючи рівняння (3), обчислюємо необхідний напір
м.
Знак мінус свідчить про те, що рівень води в правому резервуарі розташований вище рівня води в лівому резервуарі.
Відповідь: м.
Задача 3
На рис.3.1 і 3.2 показані резервуари, в оболонці яких зроблені круглі отвори, д...
