кр9_17_24_36_50. Задача 9 3 Задача 17 3 Задача 24. 5 Задача 36. 12 Задача 50. 15 Литература 20

• Название: Задача 9 3 Задача 17 3 Задача 24. 5 Задача 36. 12 Задача 50. 15 Литература 20
• Дата: 21.11.2019
• Размер: 3.72 Mb.
• Имя файла: кр9_17_24_36_50.doc
• Тип: Задача; #96309
• страница: 5 из 7

.

Напряжение в стенках трубы:

.

4. Определим диаметр сифона.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, совпадающих с уровнем в верхнем и нижнем водоемах.

,

где γ – удельный вес жидкости, Н/м³;

α – коэффициент Кориолиса;

g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения;

z₁ и z₂ – высота подъема сечений 1 и 2 над плоскостью сравнения, м;

υ₁ и υ₂ – скорости жидкости в сечениях 1 и 2, м/с;

h_w – гидравлические потери между плоскостями 1 и 2, м.

Полагая режим сопротивления квадратичным, принимаем α = 1.

Гидравлические потери на трение по длине и на местных сопротивлениях:

,

где ξ_вх = 0,5 – коэффициент местного сопротивления вход в трубу;

ξ_п1 = 1,19 – поворот без скругления на 90⁰;

ξ_вых = 1 – коэффициент местного сопротивления выхода из трубы;

λ – коэффициент гидравлического трения;

d – диаметр сифона, м.

Полагая z₁ = H; z₂ = 0; υ₁ = 0; υ₂ = 0; p₁ = 0; p₂ = 0.

.

Коэффициент сопротивления λ неизвестен. Для его определения используем графоаналитический способ с подбором расхода.

Задаемся значением диаметра, например d = 200 мм.

Вычисляем скорость жидкости в трубопроводе по формуле:

.



Число Рейнольдса вычисляем по формуле:

,

где ν – кинематическая вязкость жидкости, м²/с.

Кинематическая вязкость жидкости воды при t = 20 ⁰C: ν = 1,01·10^-6 м²/с.

.

Режим движения – турбулентный, α = 1.

Эквивалентная шероховатость для чугунных труб б/у: Δ_э = 0,5 мм.

Находим отношение:

; .

Следуем общепринятым рекомендациям по выбору расчетных формул [1, 6].

Таблица 24.1 – Выбор расчетных формул для определения коэффициента λ

Условие	Расчетная формула
Re < 2320
2320 < Re < 20·d/Δ
20·d/Δ < Re < 500·d/Δ
Re > 500·d/Δ

Согласно таблице 24.1 гидравлическое сопротивление трубы находим по формуле Шифринсона:

.

Записываем соотношение для потерь напора в трубопроводе по длине.

.

Сравним это значение с располагаемым напором H = 1,2. Потери напора оказались меньше H, поэтому необходимо увеличить диаметр и произвести расчет с новым значением d.

Сводим вычисления в таблицу и строим график h(Q). Пересечение его с линией H даст значение расхода.

Таблица 24.2 – Данные расчета расхода воды в трубопроводе

d, мм	200	220	240	260	280	300
υ, м/с	1,11	0,92	0,77	0,66	0,57	0,50
Re	202560	184146	168800	155816	144686	135040
λ	0,025	0,024	0,024	0,023	0,023	0,022
hw, м	2,6	1,6	1,0	0,7	0,5	0,3

Рис. 24.3

Графическое решение дает: d = 234 мм.