2 задача. Практическая работа по дисциплине Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика на тему Изучение теоретических основ гидродинамики применительно к исследованию истечения жидкости через отверстия и насадки
 Скачать 213.13 Kb.
|
 Практическая работа по дисциплине: «Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика» на тему «Изучение теоретических основ гидродинамики применительно к исследованию истечения жидкости через отверстия и насадки» Вариант №00Х 21.03.01 «Нефтегазовое дело» (ЭОТОНП)
г.Нижневартовск, 2020 СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ 3 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 4 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 9 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ Изучение теоретических основ гидродинамики применительно к исследованию истечения жидкости через отверстия и насадки. 2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В процессе истечения жидкости происходит преобразование потенциальной энергии жидкости в кинетическую. Из уравнения Бернулли легко выводится выражение для скорости истечения:  , (2.1)где Н - расчетный напор, который в общем случае равен сумме геометрического и пьезометрического напоров, т. е.  , (2.2)  - коэффициент скорости, определяемый как . (2.3) где  - коэффициент Кориолиса;  — коэффициент местного сопротивления.Расход жидкости при истечении через отверстия, насадки, и дроссели и клапаны определяется произведением скорости истечения на площадь сечения струи. Однако последняя часть бывает меньше площади отверстия вследствие сжатия струи. Поэтому вводится коэффициент сжатия  , (2.4)где  и  — площади сечения струи и отверстия. Отсюда расход равен  . (2.5)Вместо расчетного напора Н часто используется расчетный перепад давления  и вместо (2.5) пишут: . (2.6)Истечение жидкости может происходить либо в газовую среду, например в атмосферный воздух, либо в среду той же жидкости. В последнем случае вся кинетическая энергия струи теряется на вихреобразование. Отверстием в тонкой стенке называется отверстие, диаметр которого больше толщины стенки  . В этом случае коэффициент расхода  и другие коэффициенты однозначно определяются числом Рейнольдса, а в приближенных расчетах обычно принимают:  ;  ;  ;  ;  .При внешнем цилиндрическом насадке, который представляет собой короткую трубу, приставленную к отверстию снаружи, или при отверстии, диаметр которого  в 2...6 меньше толщины стенки , возможны два режима истечения: безотрывный и отрывный. Коэффициенты при 1-м режиме в приближенных расчетах обычно принимают  ;  ;  .При 2-м режиме коэффициенты ничем не отличаются от истечения через отверстие в тонкой стенке. Внутренний цилиндрический насадок — это короткая трубка, приставленная к отверстию изнутри. Возможны два режима истечения аналогично предыдущему, но с другими значениями коэффициентов: -при 1-м режиме  ;  .-при 2-м режиме  .Сопло, или коноидальный насадок, обеспечивает плавное безотрывное сужение потока внутри насадка и параллельно-струйное течение на выходе. Для сопла в расчетах можно принимать:  ;  .Диффузорный насадок с закругленным входом, применяемый в особых случаях, имеет коэффициент расхода, изменяющийся в широких пределах в зависимости от угла конусности и степени расширения диффузора. Приближенно коэффициент сопротивления такого насадка может бы определен как сумма коэффициентов сопротивления сопла и диффузора, а коэффициент расхода можно определи по , положив .3. ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Задачи данного раздела можно решать без записи уравнения Бернулли. Так, если дана задача на истечение через отверстие, насадок или дроссель (жиклер) и задан коэффициент расхода , то следует применить основное выражение (2.5). При этом следует помнить, что расчетный напор в общем случае складывается из разностей геометрических и пьезометрических высот (2.2).Следует знать, что коэффициент расхода однозначно определяется коэффициентами сжатия струи  и скорости сопротивления )Указанное выше основное выражение для расхода справедливо при истечении через отверстия, насадки и дроссели. Последние могут иметь форму отверстия или насадка, но всегда истечение через них происходит в среду, заполненную той же самой жидкостью (истечение под уровень). При этом кинетическая энергия, теряемая на вихрообразования, учитывается коэффициентом расхода. Если истечение жидкости происходит при переменном напоре (опорожнение резервуаров), то в каждый данный момент движение жидкости можно рассматривать как установившееся. Таблица 2. Исходные данные
Истечение жидкости происходит через насадку.  Рисунок 3 – Истечение через насадки Дано: Коэффициенты принимаем равными = 0,82 – коэффициент скорости = 0,5 ɛ = 1 – коэффициент сжатия. ɛ = µ = 0,82 d1 = 1 = 0.0254 = 25,4 мм d2 = 1,5*0,0254 = 38,1 мм d3 = 2*0,0254 = 0,0508 м = 50,8 мм d = 0,4*140 = 56 мм L = 5,2 клб Плотность = 900 кг/м3 t - ? (Рассчитать время истечения жидкости из резервуара, если диаметр насадки составляет соответственно 1, 1.5 и 2 дюйма, при постоянном значении напора); Найдем объем колбы:  Расчетный напор:  Скорость истечения:  Отсюда расход равен    – расход через насадку d1 = 1 дюйм Время истечения:   -расход через насадок 1,5 дюйма d2 = 0,0381 м     -расход через насадок 2 дюйма d2 = 0,0508 м   ВЫВОДЫ: Рассчитано время истечения жидкости из резервуара, если диаметр насадка составляет соответственно 1, 1,5 и 2 дюйма:  ;  ;  .СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Учебник. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. -М.: Машиностроение, 1982. -423 с. 2. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М., Подземная гидромеханика. Учебник. М. Недра, 1993, 416 с. 3. Бондарев Е.Н.,Дубасов В.Т.,Рыжов Ю.А. Аэро-гидродинамика. Учебник -М.: Машиностроение,1993. -608 с. 4. Гиргидов А.Д. Техническая механика жидкости и газа. Учебное пособие. Санкт-Петербург, 1999. –394 с. 5. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. Учебник -М.: Машиностроение, 1987. - 460 с. 6. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Учебник -М.: Наука, 1987. - 840 с. 7. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учебник. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 640 с. 8. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учебник. - М.: Энергоатомиздат, 1991, кн.1, 2 - 351 с.; доп. тираж - кн 1,2,3,4 - 151 с., 197 с., 180 с., 190 с. 9. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Учебник. - Л.: Энергоатомиздат, 1982. - 672 с. |