втрати напору при проходженні рідини по самопливного трубопроводу: h = 4,1 +0,5 = 4,6 м.
Маємо, що при h = 4,6 м значення діаметра приблизно дорівнює d c = 57 мм.
4.8 Визначення мінімальної товщини сталевих стінок труби d2, при якій не відбувається її розриву в момент виникнення прямого гідравлічного удару
Під гідравлічним ударом розуміють різке збільшення тиску в трубопроводах при раптовій зупинці рухомої в них рідини. Гідравлічний удар може мати місце, наприклад, при швидкому закритті різних запірних пристроїв, що встановлюються на трубопроводах (засувка, кран), раптовій зупинці насосів, що перекачують рідина і т.д. Особливо небезпечний гідравлічний удар при довгих трубопроводах, в яких рухаються значні маси рідини з великими швидкостями. У цих випадках, якщо не вжити відповідних попереджувальних заходів, гідравлічний удар може призвести до пошкодження місць з'єднань окремих труб (стики, фланці, розтруби), розриву стінок трубопроводу, поломці насосів і т.д.
Підвищення тиску при гідравлічному ударі визначається формулою Н.Є. Жуковського:
В
де ПЃ - щільність рідини;
с - швидкість поширення ударної хвилі;
- середня швидкість руху рідини.
Швидкість ударної хвилі визначається за формулою:
,
де - модуль пружності стінок трубопроводу (Па),
Оґ-товщина стінок трубопроводу (м).
Ми маємо справу з трубами безшовними і марки сталі - Ст20, для якої модуль пружності Е = 2.10 Па, а модуль пружності рідини k = 1,35 В· 10Па.
При виконанні розрахунків у курсовій роботі для сталевих труб приймають з = 1200 м/с.
Для боротьби з гідравлічним ударом застосовуються різного роду пристрої, що збільшують час закриття засувок і кранів; на трубопроводах встановлюються також автоматично діючі запобіжні клапани і повітряні ковпаки, які розташовуються перед засувками і відіграють роль своєрідних повітряних буферів, сприймають підвищений тиск.
В
Небезпечним перетином для труби буде будь-яке її діаметральне розтин.
На циліндричну поверхню труби діє сила тиску рідини. Якщо знехтувати вагою рідини, можна цю силу визначити як силу тиску проекції циліндричної поверхні на діаметральну площину "ас" за відомою формулою:
Р = р В· d В· l (35)
де р - тиск;
d В· l - площа розглянутої площині.
Але ця сила тиску сприймається двома перетинами стінки труби, тому
р В· d В· l = 2 В· Пѓдоп В· Оґмін В· l
де Пѓдоп-допустиме напруга для матеріалу труби. З цієї формули визначаємо мінімальну товщину стінки труби:
Оґмін = (36)
де Р = Рман + DР, а d = d2. З отриманої видно, що відсутня величина? Р. Вона визначається за формулою Жуковського:
? Р = з В· В· ПЃ (де =) (37)
Для сталевих труб приймаємо з = 1200 м/с, з довідника знаходимо для сталі марки Ст20 Пѓдоп:
Пѓдоп = 0,16 В· 10 (Па)
Знаходимо спочатку, потім? Р (за формулою (3)). Після чого Р і (за формулою (36)). br/>
=
? Р = з В· В· ПЃ = 1200.1, 38.760 = 1258560 (Па)
Р = Рман +? Р = 145000 +1258560 = 1403560 (Па)
Оґмін =
Результат розрахунків заносимо в таблицю:
Варіант
Значення Оґ, мм
13
0,3
4.9 Визначення корисної потужності насоса
Пристрій і робота гідравлічних машин заснована на використанні принципів гідравліки. Гідравлічні машини це такі, в яких основним робочим тілом є рідина.
За своїм призначенням в Залежно від характеру відбуваються в них енергетичних процесів гідравлічні машини можна розділити на дві великі групи: гідравлічні двигуни та насоси.
Гідравлічні двигуни служать для перетворення гідравлічної енергії потоку рідини в механічну енергію, отримувану на валу двигуна і використовувану в подальшому для різних цілей, в основному для приводу різних машин.
Насосами називаються гідравлічні машини для переміщення рідин шляхом підвищення енергії робочої середовища. Механічна енергія, що підводиться до насосів від двигунів, що приводять ці машини в дію, перетвориться в них в гідравлічну енергію рідини.
За принципом дії розрізняють гідравлічні машини лопатевого типу (відцентрові насоси, турбіни) і машини, що діють за принципом витіснення рідини твердим тілом (поршневі насоси).
Корисна потужність-робота, споживана насосом в одиницю часу.
Корисна робота, споживана насосом в одиницю часу (потужність) буде дорівнює:
N = Оі В· Q В· H (кВт) (1 кВт = 1, 36 л. с)
де Оі - питома вага рідини, Оі = ПЃ В· g;
Q - продуктивність насоса, тобто витрата рідини, подається насосом в трубопровід;
Н - повний...
