Предметы которые я решаю
Предметы которые я решаю
Отзывы от студентов
Решение задач, тестов, контрольных, написание курсовых, дипломов и многое другое...
Решение задач по высшей математике
Решение задач по теории вероятности
Решение задач по сопромату
Решение задач по электротехнике тоэ
Решение задач по теплотехнике
Решение задач по гидравлике
Решение задач по теоретической механике
Решение задач по экономике
Решение задач по материаловедению
Решение задач по физике
Решение задач по химии
Решение задач по метрологии
Повышение оригинальности
Инженерная графика
Начертательная геометрия
Оценки моей работы
Оценки моей работы
Хочешь быть умным?
Хочешь быть умным?
Мой научный блог
Банк готовых задач
. Определить величину стандартного диаметра d сифонного трубопровода по которому необходимо подавать расход воды
Определить величину стандартного диаметра d сифонного трубопровода по которому необходимо подавать расход воды Q = 0,050 м3/с из водоема А в водоем В при условии, чтобы вакуумметрическая высота hвак в наиболее опасном сечении (см. сеч. 3-3 на рис. 5.7) не превышала 6,5 м вод.ст. Заметим, что сечение 3-3 расположено после поворота. Превышение центра тяжести сечения 3-3 над уровнем воды в питающем водоеме h = 3,0 м. Разность уровней воды в водоемах H = 2,0 м. Общая длина сифонного трубопровода l = 58 м. Радиус закругления поворота Rп = d. Глубины погружения входного и выходного сечений трубопровода равны: h1 = 2,0 м; h2 = 1,0 м. Трубопровод снабжен обратным клапаном с сеткой и задвижкой Лудло, степень открытия которой а / d = 1,0. Задвижка расположена в середине нисходящей линии сифона. Трубы чугунные, нормальные, ?Э = 1,0 мм, (см. приложение 4). Температура воды 15 °С, v = l,15 10 -6 м2/с (см. приложение 1). Рис. 5.6. График напоров (к задаче 5.3.3) Рис. 5.7. Схема к гидравлическому расчету сифонного трубопровода (к задаче 5.3.4) Решение. Для определения диаметра трубопровода с учетом поставленного условия (в сечении 3-3 hвак ? 6,5 м вод.ст.) применим уравнение Д. Бернулли к живым сечениям потока I-I (совпадает с уровнем воды в водоеме А) и 3-3, где ограничена величина вакуума, приняв за плоскость сравнения 0-0 плоскость, совпадающую с уровнем воды в водоеме А, т.е. с сечением I-I. Для этих условий слагаемые уравнения Д. Бернулли будут иметь вид z1 = 0; p1изб = 0; a1u12 / 2g » 0; p2изб / ?g = pвак /?g = –ризб / ?g; au22 / 2g = ??2 / 2g; hW1-2 = hW1-3 = hl1-3 +2hкл.п. + hкл.с. а уравнение Д. Бернулли примет вид 0 = h – pизб / ?g + ??2 / 2g + hl1-3 + 2hпл.п +hкл.с (5.6) Приняв ? = 1,0, подставив числовые значения величин и выразив потери по длине и местные по формулам (4.11) и (4.12), учитывая формулу (4.6), получим (5.7) Решив уравнение (5.7) относительно расхода Q, получим зависимость, которой можно воспользоваться для определения диаметра d графоаналитическим методом, с построением графика Q = f(d), полагая работу трубопровода в области квадратичного сопротивления: или, в более удобной для расчетов форме, (5.8) Для определения необходимой величины диаметра примем несколько (не менее четырех) произвольных стандартных значений диаметра d и вычислим отвечающие им значения расхода Q. При этом будем задаваться такими величинами d, чтобы получать величины расхода Q и меньше, и больше заданного. Результаты вычислений представим в виде табл. 5.1. Таблица 5.1 Результаты вычислений для построения графика Q = f(d) Внутренний диаметр d, м 0,10 0,15 0,20 0,25 ? = 0,11 (?Э/d)0,25 0,035 0,031 0,029 0,028 ?кл.с = f(d), см. приложение 6 7 6 5,2 4,4 Коэфф. сопротивления колена с закруглением (? = 900) ?кл.n = f(d), см. приложение 6 0,5 0,45 0,3 0,30 Расход воды Q , м3/с 0,0115 0,031 0,0634 0,109 По данным табл. 5.1 построен график зависимости расхода воды Q от внутреннего диаметра d трубопровода (рис. 5.8), из которого видно, что диаметр, отвечающий заданному расходу, dиск = 0,182 м. За расчетный диаметр принимаем ближайший больший стандартный d = 0,20 м (значения стандартных диаметров d труб см. в приложении 10). Для построения графика напоров вычислим потери напора по длине и в каждом местном сопротивлении при расчетном диаметре труб d = 0,20 м, предварительно установив с помощью графика Г.А. Мурина (см. приложение 5) область гидравлического сопротивления, в которой будет работать трубопровод. Рис. 5.8. График зависимости расхода воды Q от диаметра трубопровода d (к задаче 5.3.4) С этой целью вычислим по формуле (4.9) число Рейнольдса Re и относительную шероховатость ?Э / dp. Предварительно определим среднюю скорость потока: ? = Q / ? = 0,050 ? 4 / 3,14 ? 0,22 = 1,59 (м/с). Число Рейнольдса Re= 1,59 ? 0,20 / 1,15 ? 10-6 = 276932, ?Э / dp. = 1,0/200 = 0,005. Обратившись к графику Мурина, убеждаемся, что трубопровод работает в области квадратичного сопротивления. Для удобства вычисления потерь напора (по длине и местных) определим величину скоростного напора ?2 / 2g = 1,592 / 2 ? 9,81 = 0,13 м, через который и выразим потери полного напора hW1-2 для решаемой задачи: Здесь ?з – коэффициент сопротивления полностью открытой задвижки, ?3 = 0,15 (см.приложение 6); ?вых – коэффициент сопротивления при выходе потока из трубопровода в водоем, ? вых = 1,0. hW1-2 = 0,13 ? (0,029 ? 58 / 0,2 + 5,2 + 2 ? 0,33 + 0,15 + 1) = 2,0 (м). Заметим, что для условий данной задачи суммарные потери напора должны быть равны разности уровней воды в водоемах Н. Это следует из уравнения Д. Бернулли, если его записать для сечений I-I и II-II (см. рис.5.7). Итак, h1 = 1,09 м (в том числе на горизонтальном участке 0,88 м); hкл.с = 0,68 м; 2hnл.n = 0,08 м ; h3 = 0,02 м; hвых = 0,13 м. Располагая этими дан¬ными, выбираем масштабы (горизонтальный 1:500, вертикальный 1:25) и стро¬им график напоров (рис. 5.9), зная из вышеизложенного, что в данном случае начальный напор Ннач, т.е. напор в сечении I-I при плоскости сравнения, сов¬падающей с сечением II-II, составляет 2 метра, а конечный напор Нкон, т.е. в сечении II-II, равен нулю. Сначала построим линию полного напора, вычитая из его начальной величины потери, нарастающие по пути потока. Пьезометрическую линию получим, вычитая из полного напора в рассматриваемых сечениях скоростной напор.