Документ Microsoft Office Word (2). Контрольная работа 1 5 (а). Определить абсолютное давление воздуха в резервуаре В

• Название: Контрольная работа 1 5 (а). Определить абсолютное давление воздуха в резервуаре В
• Дата: 19.03.2021
• Размер: 1.4 Mb.
• Имя файла: Документ Microsoft Office Word (2).docx
• Тип: Контрольная работа; #186291
• страница: 3 из 3

Ответ: Н=3,942 м.
4.21 (а). Из закрытого резервуара с избыточным давлением на поверхности ( ) вода истекает в атмосферу по двум трубам диаметрами и длиной , и , соответственно. Трубы чугунные с эквивалентной шероховатостью . Действующий напор воды постоянный Н (рис. 4.21).

Определить показание манометра при пропускной способности . Учесть потери напора в местных сопротивлениях: на входе в трубу, при внезапном сужении с коэффициентом сопротивления ; в пробковом крае с углом закрытия , установленном на середине второй трубы. Коэффициент кинематической вязкости воды .

Построить напорную, пьезометрическую линии, эпюру потерь напора.

Вариант
а	75	10,0	50	8,0	6,0	9,0	0,32	20

Рис. 4.21

Решение

Составляем уравнение Бернулли для сечений 1-1, проходящему по свободной поверхности воды в резервуаре и 2-2, в месте выхода трубопровода в атмосферу, относительно плоскости сравнения 0-0, проходящей по оси трубопровода (рис. 4.21.1):

(1)

где , , , , , , считая режим движения турбулентным - суммарные потери напора. В процессе решения задачи режим движения воды будет проверен.

После подстановки всех параметров уравнение Бернулли принимает вид

(2)

откуда находим манометрическое давление

(3)

Скорость движения воды на участках трубопровода:

- на участке трубопровода диаметром

(4)



- на участке трубопровода диаметром

(5)



Критерий Рейнольдса:

- на участке трубопровода диаметром

(6)



Так как число больше критического значения равного 2320, то режим течения турбулентный.

- на участке трубопровода диаметром

(7)



Так как число больше критического значения, то режим течения турбулентный, следовательно, принятое значение коэффициента верно.

Потери напора по длине на участке трубопровода диаметром ;

(8)

где - коэффициент гидравлического трения;

Для гидравлических гладких труб:



Для границы области автомодельности:



Так как , то трубопровод работает в квадратичной зоне сопротивления, тогда коэффициент гидравлического трения определяем по формуле Шифринсона:

(9)


тогда



Потери напора по длине на участке трубопровода диаметром ;

(10)

Для гидравлических гладких труб:



Для границы области автомодельности:



Так как , то трубопровод работает в квадратичной зоне сопротивления, тогда коэффициент гидравлического трения определяем по формуле Шифринсона:

(11)



тогда



Потери напора:

- на входе в трубу

(12)

где - коэффициент местного сопротивления на входе в трубу при острых кромках (справочные данные);



- при внезапном сужении

(13)



- в пробковом кране

(14)

где - коэффициент сопротивления пробкового крана с углом закрытия ;



Местные потери напора:

(15)



Суммарные потери напора между сечениями 1-1 и 2-2:

(16)



подставляя полученное значение в формулу (3), находим



Построение напорной, пьезометрической линии и эпюры потерь напора.

От уровня жидкости в резервуаре показываем пьезометр, показание которого соответствует величине . По уровню жидкости в пьезометре проводим горизонтальную линию начального напора. До линии начального напора проводим вертикальные линии по характерным сечениям трубопровода: входа в трубу, внезапного сужения и крана (рис. 4.21.1).

Начиная от линии начального напора откладываем по вертикали потери напора:

- на входе в трубу в виде скачка ;

- по длине первого участка трубопровода в виде наклонной линии ;

- при внезапном сужении в виде скачка ;

- по длине второго участка трубопровода до крана в виде наклонной линии:

;

- в кране в виде скачка ;

- по длине второго участка трубопровода после крана в виде наклонной линии:

.

Пьезометрическую линию проводим ниже линии полного напора на величину для трубы диаметром и на величину . Пьезометрическая линия показана пунктиром.

Строим эпюру потерь напора. Показываем вертикальные штриховые линии от линии начального напора до линии полного напора. Каждая вертикальная штриховая линия соответствует потерям напора от начала трубопровода до выбранного сечения.



Рис. 4.21.1

Ответ: .

5.5 (а). Из водонапорной башни по трубопроводам вода поступает четырём потребителям – А, В, С и D – на отметку 12,0 м. Расходы потребителей составляют соответственно Q_A; Q_B;  Q_C и Q_D (рис. 5.5).

Определить отметку уровня воды в водонапорной башне (H_баш), считая её постоянной. Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора, показать отметки пьезометрических напоров в узловых точках A,В и С. Диаметры участков труб принять: d₁ =200 мм;  d₂ =200 мм;  d₃=150 мм;  d₄=125 мм; длины участков – соответственно l₁, l₂, l₃, l₄. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 5 % от потерь по длине.

Вариант
А	6,0	8,0	8,0	10,0	400	450	350	300

Рис. 5.5

Решение

Составляем уравнение Бернулли для сечений 1-1, проходящему по свободной поверхности воды в водонапорной башне и 2-2, в точке D, относительно плоскости сравнения 0-0, проходящей по оси горизонтального трубопровода (рис. 5.5.1):

(1)

где , , , истечение у потребителя D принимаем в атмосферу, - суммарные потери напора, , предполагая турбулентный режим течения, скоростными напорами ( и ), как малыми величинами по сравнению с действующим напором пренебрегаем.

После подстановки всех параметров уравнение Бернулли принимает вид

(2)

По справочным данным для труб водопроводных нормальных определяем значения коэффициентов удельного сопротивления:

при - ;

при - ;

при - ;

при - .

Потери напора с учетом местных сопротивлений:

(3)

где 1,05 – коэффициент, учитывающий местные потери напора;

- потери напора по длине, ;

(4)

- на первом участке

(5)



- на втором участке

(6)



- на третьем участке

(7)



- на четвертом участке

(8)


По формуле (2) определяем отметку уровня воды в водонапорной башне:



Строим пьезометрическую линию (рисунок 5.5.1). По уровню воды в пьезометре проводим горизонтальную линию начального напора. Откладываем потери напора на первом участке . К потерям напора на первом участке прибавляем потери напора на втором . К потерям напора на втором участке прибавляем потери напора на третьем . К потерям напора на третьем участке прибавляем потери напора на четвертом . В сумме потери напора равны действующему напору минус остаточный напор у потребителя D. Вертикальной штриховкой показана эпюра потерь напора.



Рис. 5.5.1

Ответ: Н_башни=23,9 м.
5.21 (а). Из водонапорной башни A с отметкой горизонта воды H_А = 24,0 м вода подается в напорный бак В с отметкой горизонта воды H_В =12,0 м. Система трубопроводов имеет закольцованный участок CD. В узлах разветвления C и D выведены манометра М₁ иМ₂ (рис. 5.21). Диаметры участков трубопроводов d₁ = 200 мм, d₂ = 150 мм, d₃=125 мм, d₄ =150 мм; длины участков: l₁, l₂, l₃, l₄ соответственно.

Трубы проложены на одном горизонте.

Определить расход воды в системе Q, а также распределение расхода в параллельных участках Q₂ и Q₃. Рассчитать показания манометра М₁ (p_ман1) и манометра М₂ (p_ман2). Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях составляют 10 %  от потерь напора по длине.

Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора.




Рис. 5.21

Решение

Составляем уравнения Бернулли для сечений 1-1, проходящему по свободной поверхности воды в башне и 3-3, проходящему в точке , относительно плоскости сравнения 0-0, проходящей по оси трубопровода 1:

(1)

где , , , , , , предполагая турбулентный режим движения. После подстановки всех параметров уравнение Бернулли принимает вид

(2)

откуда

(3)

Скорость движения воды на участке 2:

(4)



Потери напора:

(5)

где - удельное сопротивление для заданного диаметра трубы для труб водопроводных нормальных, ;



Подставляя полученное значение в выражение (3), находим



Отметка в пункте :

(6)




Рис. 5.1.1 – Пьезометрическая линия и эпюра потерь напора

Ответ: , .