Расчет короткого трубопровода

трубопровод короткий расчет ТРЕБУЕТСЯ:

• 1) определить потери напора в отдельных элементах (в трубах и местных сопротивлениях) и полную потерю напора на всем участке;
• 2) определить уровень воды в резервуаре;
• 3) рассчитать значения полных и пьезометрических напоров в точках a, b, c, e, k, m, n и построить напорную и пьезометрическую линии;
• 4) рассчитать и построить гидравлическую характеристику трубопровода и определить потери напора в трубопроводе при заданном расходе по найденной характеристике.

Вычисление живых сечений и средних скоростей вой трубе при заданном расходе, .

Используя уравнение расхода, получим:

;м2;

;м2;

; м2.

Вычисление потерь напора втрубопроводе.

2.1 Определим потеринапора при выходепотокаизрезервуара на участке :

.

где? коэффициент местного сопротивления.

2.2 Чтобы определить потери напора в первой трубе, используем формулу Дарси-Вейсбаха, где-коэффициент гидравлического трния, величина которого зависит от режима движения жидкости (числаРейнольдса):

.

Значение критерия зоны турбулентности.

.

следовательно, движение происходит в квадратичной области сопротивления, и можно воспользоваться формулой Шифринсона для вычисления коэффициент гидравлического трения :

.

Тогда потери напора на участке будут равны:

.

2.3 Вычислим потери напора на внезапное расширение трубы по формуле Борда.

.

или.

где? коэффициентместногосопротивления при внезапном расширении.

2.4 Определим потери напора при резком повороте второй трубы на угол 300, воспользовавшись формулой.

для вычисления коэффициента сопротивленияколена круглого сечения, где? значение коэффициента сопротивления при (для ориентировочных расчетов). Получим.

.

.

2.5 Вычислим потери напора по длине в трубе. Для этого определим число Рейнольдса.

.

и значение критерия зоны турбулентности.

.

следовательно, трубопровод работает в переходной области сопротивления (область частично шероховатых труб, или область доквадратичного сопротивления), поэтому для вычисления коэффициентгидравлическоготрения воспользуемся формулой Альтшуля:

.

Тогда потери напора на участке равны:

.

2.6 Вычислим потери напора при внезапном расширении на участке по формуле Борда:

.

или где? коэффициент местного сопротивления при внезапном расширении.

2.7 Вычислим потери напора при резком повороте третьей трубы на угол 300 на участке :

.

2.8 Вычислим потери напора по длине для 3-ей трубы на участке число Рейнольдса.

.

движение происходит в квадратичной области сопротивления, и можно воспользоваться формулой Шифринсона для вычисления коэффициент гидравлического трения.

.

Потери напора на участке равны:

.

2.9 Определим суммарные потери напора на участке трубопровода:

3. Определение уровня воды в резервуаре Составляем уравнение Бернулли для двух сеченийI-IиIII-III. Сечение I-Iсовпадает со свободной поверхностью в резервуаре; давление, а скорость жидкости на поверхности равна нулю, так как резервуар имеет достаточно большие размеры ипонижением уровня воды в нем можно пренебречь. Сечение III-III совпадает с выходным отверстием третьего трубопровода. Здесь, а скорость равна скорости движения жидкости в третьем трубопроводе. Плоскость сравнения проведем горизонтально через ось первого трубопровода. Полагаем, что обычно делается в практических расчетах.

Запишем уравнение Бернулли.

.

Здесь, ,, .

Подставляя найденные величины в уравнение Бернулли, вычисляем уровень воды в резервуаре:

.

где? координата цента тяжести сечения III-III.

Построение напорной линии (линии полного напора) Вычислим полные напоры в выделенных точках трубопроводов:

;

;

;

;

;

;

.

Результаты расчетов наносим на рис. 2, откладывая эти величины от плоскости сравнения в соответствующих точках. Соединяя полученные точки, получим линию полного напора.