Определение суммарных потери напора в местных сопротивлениях нагнетательной линии и их суммарную эквивалентную длину.

Вариант 2

Потери напора в местных сопротивлениях складываются из потерь на фланце, в угольниках, расходомера Вентури, на задвижке и выходе из трубы. Из справочника найдём значения коэффициенты местных сопротивлений: ζ_фл=0,1; ζ_уг=1,32; ζ_вен=2; ζ_вых=0,5.

Запишем формулу Вейзбаха для нагнетательной линии:

В нашем случае имеем (с учётом ):

(1)

Потери напора в местных сопротивлениях можно выразить через эквивалентную длину, т.е. такую длину трубопровода для которой h_д=h_м.сопр. и .

Суммарная эквивалентная длина определяется по формуле:

(2)

Подставим значения параметров в (1) и (2):

Вариант 14

Вариант 26

2.11. Определение необходимого диаметра самотечного трубопровода d_c, обеспечивающего установление заданного постоянного уровня в верхнем резервуаре Н₃.

Вариант2

Для определения d_c будем использовать графоаналитический способ решения с использованием ПК (программа Microsoft Exсel). Задаёмся интервалом d_ci от 1мм до 20см с шагом 1мм. И для каждого варианта рассчитаем потери напора возникающих при прохождение жидкости по самотёчному трубопроводу.

Потери напора определяются по формуле: , где - суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений самотёчного трубопровода.

Вычислим поэтапно потери напора для d_c от 0 до 200 мм:

По результатам вычисления ПК составим таблицу и построим график зависимости h=f( ).

Для определения необходимого значения диаметра трубопровода по полученному графику определяем для значения h=H₂+H₃=cons=3.243+0,8=4,243 м, т.к. уровень установившейся – это и есть потери напора при прохождение жидкости по самотёчному трубопроводу.

Имеем, что при h=4,243м значение диаметра примерно равно

Вариант 14

Вычислим поэтапно потери напора для d_c=1мм:

По результатам вычисления ПК составим таблицу и построим график зависимости h=f( ).

Для определения необходимого значения диаметра трубопровода по полученному графику определяем для значения h=H₂+H₃=cons=2,985+3,5=6,485м, т.к. уровень установившейся – это и есть потери напора при прохождение жидкости по самотёчному трубопроводу.

Имеем, что при h=6,485м значение диаметра примерно равно

Вариант 26

Вычислим поэтапно потери напора для d_c=1мм:

По результатам вычисления ПК составим таблицу и построим график зависимости h=f( ).

Для определения необходимого значения диаметра трубопровода по полученному графику определяем для значения h=H₂+H₃=cons=2,57+3,5=3,07м, т.к. уровень установившейся – это и есть потери напора при течение жидкости по самотёчному трубопроводу.

Имеем, что при h=3,07м значение диаметра примерно равно

2.11. Определение минимальной толщины стальных стенок трубы d₂, при которой не происходит её разрыва в момент возникновения прямого гидравлического удара.

Вариант2

Опасным сечением для трубы будет ее любое диаметральное сечение.

Силу давления жидкости на цилиндрическую поверхность abс определяют пренебрегая весом жидкости как силу давления жидкости на проекцию цилиндрической поверхности и на диаметральную плоскость ас по формуле:

, где p – давление. (*)

Эта сила давления воспринимается двумя сечениями стенки трубы, поэтому

где σ_доп – допустимое напряжение для материала трубы. Из формулы (*) определяем минимальную толщину стенки трубы:

(**)

где p = p_м1+Δр, υ = 4·Q/(π·d²), d = d₂, Δр = сυρ – формула Жуковского. Для стальных труб с = 1200 м/с. σ_доп для стали 20 равна 0,16·10⁹ Па.

Таким образом, окончательная формула примет вид:

(***)

Вариант 14

Согласно формуле (***) имеем:

Вариант 26

Согласно формуле (***) имеем: