Учебно-методическое пособие Нижний Новгород




НазваниеУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
страница7/11
Дата публикации20.06.2013
Размер0.94 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
www.lit-yaz.ru > Право > Учебно-методическое пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Пример 6.2. Вода, перекачивается насосом из открытого бака ^ А в расположенный ниже резервуар B, где поддерживается постоянное давление рв = 0,18 МПа (абс.) по трубопроводу общей длиной = 225 м и диаметром =250 мм. Разность уровней воды в баках h=3 м. Определить потребный напор, создаваемый насосом для подачи в бак B расхода воды = 98 л/с. Принять суммарный коэффициент местных сопротивлений ζ = 6,5. Эквивалентная шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,15 мм. Жидкость – вода с плотностью ρ = 1000 кг/м3 и вязкостью ν = 0,01 Ст. Атмосферное давление ра = 0,1 МПа.

Решение:

Потребный напор, создаваемый насосом для подачи в бак B расхода воды равен



Статический напор складывается из пьезометрической высоты на поверхности жидкости в резервуаре В и разности уровней воды в резервуарах h. Т.к. вода перекачивается в нижний бак, то вторую составляющую подставляем со знаком «-».

Потери напора складываются из потерь напора на трение по длине трубопровода и потерь на местных сопротивлениях .

Таким образом



Потери напора по длине трубопровода определим по формуле Дарси, записав ее через расход:



Для правильного вычисления коэффициента трения λ определим режим течения жидкости в трубопроводе:



Согласно уравнению неразрывности скорость движения жидкости в трубопроводе



Тогда формула числа Рейнольдса примет вид:



Подставив значения, определим режим течения жидкости:

= 4991102320

Величина числа Рейнольдса указывает на турбулентный режим движения. Для такого значения числа коэффициент трения вычислим по универсальной формуле Альтшуля:



Вычислим коэффициент Дарси:


Вычислим потери напора по длине трубопровода

=3,291 м.
Местные потери напора определим по формуле Вейсбаха, записав ее через расход:
Вычислим местные потери :

= 1,32 м.
Окончательно подставив полученные значения, определим потребный напор, используя для расчета избыточное давление в баке В:


^ Методические рекомендации к проведению расчетов
Задачи на расчет простого трубопровода делятся на три типа.

1 тип. Даны: расход жидкости Q в трубопроводе, его геометрические параметры (l,dz), шероховатость труб; давление в конечном сечении (либо в начальном для всасывающих трубопроводов) и свойства жидкости (ρ,ν). Местные сопротивления заданы коэффициентами ζ либо оцениваются по справочным данным.

Требуется найти потребный напор Hпотр.

Алгоритм решения:

  1. Определить режим течения. С этой целью нужно найти число Рейнольдса Re по известным Q, d и ν.

  2. При ламинарном режиме напор вычисляется по формулам (6.7) и (6.8)

  3. При турбулентном режиме задача решается с помощью формул (6.3) или (6.4) в зависимости от шероховатости труб (Пример 6.2).


2 тип. Даны: располагаемый напор Hрасп, все величины, перечисленные в задаче 1-го типа, кроме расхода Q.

Так как число Рейнольдса Re нельзя вычислить, то режимом движения необходимо задаться, основываясь на роде жидкости. Для вязких жидкостей (масло) выбирать ламинарный режим течения, для маловязких (вода, бензин, керосин) – турбулентный. Для проверки правильности выбора в конце решения необходимо вычислить число Рейнольдса. Либо по формулам (6.7) и (6.8) выразить диаметр через критическое число Рейнольдса и определить Hкр, соответствующее смене режима. Сравнивая Hкр и Hрасп, определяют режим течения.

При ламинарном режиме задача решается на основании формул (6.7) и (6.8).

При турбулентном режиме в уравнениях (6.7) и (6.9) содержаться две неизвестные Q и λт, зависящие от числа Рейнольдса. В этом случае для решения задачи требуется метод последовательных приближений. Для этого в первом приближении следует задаться коэффициентом λт. Выбрав начальное значение λт, решить задачу по 1-му типу. По полученным данным следует заново найти λт и повторить все вычисления, приближаясь к истинному результату.
3 тип. Даны: располагаемый напор Hрасп, расход жидкости Q в трубопроводе, его геометрические параметры и свойства жидкости, перечисленные выше, кроме диаметра трубопровода d.

Так как число Рейнольдса Re нельзя вычислить, то режимом движения либо необходимо задаться, либо по формулам (6.7) и (6.8) выразить диаметр через критическое число Рейнольдса и определить Hкр, соответствующее смене режима. Сравнивая Hкр и Hрасп, определяют режим течения.

При ламинарном режиме задача решается на основании формул (6.7) и (6.8).

При турбулентном режиме решение нужно проводить с использованием графиков. Для этого следует

1) задать ряд значений диаметра d и по ним подсчитать Hпотр;

2) построить график Hпотр = f(d);

3) по графику, зная Hрасп, определить d.


Задачи
Задача 6.1. По трубопроводу, соединяющему два резервуара, в которых поддерживаются постоянные уровни, перетекает вода с плотностью ρ = 1000 кг/м3. Диаметр трубопровода d = 20 мм. В верхнем баке поддерживается избыточное давление р0изб = 15 кПа, а в нижнем - вакуумметрическое давление р0вак = 7 кПа. Разность уровней в баках H = 5 м. Определить расход жидкости, если коэффициент гидравлического трения λ = 0,028, а длина трубопровода l = 15 м. Местными потерями напора пренебречь.

Задача 6.2. Из напорного бака по наклонному трубопроводу переменного сечения движется жидкость с относительной плотностью δ = 0,85. Диаметры участков трубопровода d1 = 50 мм, d2 = 30 мм, а длина соответственно равна l1 = 80 м, l2 = 40 м. Начало трубопровода расположено выше его конца на величину z = 3,5 м. Для обоих участков трубопровода коэффициент гидравлического трения λ = 0,038. Какой уровень Н необходимо поддерживать в напорном баке, чтобы скорость движения жидкости на выходе из трубопровода была v = 1,8 м/с? Местными потерями напора пренебречь.



Задача 6.3. Вода перетекает из бака А в бак Б по трубе диаметром d = 25 мм, на которой установлены вентиль с коэффициентом сопротивления ζв = 3,5, а также диффузор с ζд = 0,5 и диаметром выходного отверстия D = 75 мм. Показание вакуумметра pвак = 10 кПа, высота Н = 2,5 м, h = 2 м. Определить расход Q c учетом всех местных сопротивлений. При решении потерями на трение пренебречь, принять коэффициент сопротивления каждого колена ζкол = 0,5, учесть потери напора на входе в трубу (внезапное сужение) и на выходе в бак (внезапное расширение). Взаимным влиянием сопротивлений пренебречь.

Задача 6.4. Для измерения расхода воды, которая подается по трубе А в бак Б установлен расходомер Вентури В. Определить максимальный расход, который можно пропустить через данный расходомер при условии отсутствия в нем кавитации, если давление насыщенных паров соответствует hн.п. = 2 мм вод.ст. Уровень воды в баке поддерживается постоянным, равным H = 1,5 м, высота расположения трубы h = 0,5 м. Размеры расходомера: d1 = 50 мм и d2 = 20 мм. Атмосферное давление принять соответствующим 760 мм рт.ст., коэффициент сопротивления диффузора ζдиф = 0,2. Учесть потери на внезапное расширение при входе в бак.

Задача 6.5. Определить расход воды, вытекающей из трубы диаметром d = 22 мм через плавное расширение (диффузор) и далее по трубе диаметром D = 28 мм в бак. Коэффициент сопротивления диффузора ξдиф = 0,2 (отнесен к скорости в трубе диаметром d), показание манометра pм = 20 кПа; высота h = 0,7 м, H = 6 м. Учесть потери на внезапное расширение, потерями на трение пренебречь, режим течения считать турбулентным.

Задача 6.6. Вода по трубе 1 подается в открытый бак. Во избежание переливания воды через край бака устроена вертикальная сливная труба 2 диаметром d = 50 мм. Определить необходимую длину L трубы 2 из условия, чтобы при Q = 10 л/с вода не переливалась через край бака. Режим течения считать турбулентным, а величинами h пренебречь (h = 0). Принять следующие коэффициенты сопротивления: на входе в трубу ζ1 = 0,5, в колене ζ2 = 0,5, на трение по длине трубы λ = 0,03.

Задача 6.7. По трубопроводу диаметром d = 50 мм насос перекачивает воду на высоту Н = 10 м. Коэффициент сопротивления вентиля ζ = 8. За какое время насос наполнит резервуар емкостью W = 40 м3, если манометр, установленный на выходе из насоса, показывает избыточное давление рм = 250 кПа. Сопротивлением трубопровода пренебречь.

Задача 6.8. Определить давление в напорном баке р, необходимое для получения скорости истечения из брандспойта V2 = 20 м/с. Длина шланга l = 20 м, диаметр d1 = 20 мм, диаметр выходного отверстия брандспойта d2 = 10 мм. Высота уровня воды в баке над отверстием брандспойта Н = 5 м. Учесть местные гидравлические сопротивления при входе в трубу ζ1 = 0,5, в кране ζ2 = 3,5, в брандспойте ζ3 = 0,1, который отнесен к скорости V2, потери на трение в трубе λ = 0,018.



Задача 6.9. Определить минимальное давление pм, измеряемое манометром перед сужением трубы, при котором будет происходить подсасывание воды из резервуара А в узком сечении трубы. Диаметры трубы d1 = 60 мм и d2 = 20 мм высота ее расположения h1 = 6 м, высота уровня жидкости в баке h2 = 1 м. Принять коэффициенты сопротивления сопла ζсоп = 0,08, диффузора ζдиф = 0,3.



Задача 6.10. Определить расход воды через сифонный трубопровод, если высота H1 = 1 м, Н2 = 2 м, Н3 = 4 м. Общая длина трубы l = 20 м, диаметр d = 20 мм. Режим течения считать турбулентным. Учесть потери на входе в трубу ζ1 = 1, в коленах ζ2 = 0,2, в вентиле ζ3 = 4, на трение в трубе λ = 0,035. Подсчитать вакуум в верхнем сечении х-х трубы, если длина участка от входа в трубу до этого сечения lх = 8 м.

Задача 6.11. Насос нагнетает воду в напорный бак, где установились постоянный уровень на высоте H = 3,5 м и постоянное давление р2 = 0,2 МПа. Манометр, установленный на выходе из насоса на трубе диаметром d1 = 80 мм, показывает p1 = 0,3 МПа. Определить расход жидкости Q, если диаметр искривленной трубы, подводящей жидкость к баку, равен d2 = 65 мм; коэффициент сопротивления этой трубы принят равным ζ = 0,2.

Задача 6.12. Определить потребный напор, который необходимо создать в сечении 0-0 для подачи в бак воды вязкостью ν = 0,008 Ст, если длина трубопровода l = 80 м, его диаметр d = 50 мм, расход жидкости Q = 15 л/с, высота Hо = 30 м, давление в баке р2 = 0,2 МПа, коэффициент сопротивления крана ζ1 = 5, колена ζ2 = 0,8, а шероховатость стенок трубы Δ = 0,04. Потерями на расширение потока пренебречь.

Задача 6.13. Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d = 25 мм, длиной l = 10 м. Определить расход воды Q, если избыточное давление в баке р1 = 200 кПа, высота уровней Н1 = 1 м, Н2 = 5 м. Режим течения считать турбулентным. Принять следующие коэффициенты сопротивления: на входе в трубу ζ1 = 0,5, в вентиле ζ2 = 4, в коленах ζ3 = 0,2, на трение λ = 0,025. Учесть потери при выходе трубопровода в бак Б.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
Мордашов Ю. Ф., Димов Н. Н., Жустев И. В. / Учебно-методическое пособие. Н. Новгород: вгипу, 2010. – 62 с

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников, учителей...
В 75 Воробьёва М. С. Н. В. Гоголь. «Шинель», «Ревизор», «Мёртвые души». Учебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников,...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 190603. 65 Сервис транспортных машин и оборудования...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород 2010 министерство образования...
Учебно-методическое пособие предназначено для курсового проектирования по специальности 061000 дисциплине «Основы транспортно-экспедиционного...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород 2010 министерство образования...
Учебно-методическое пособие предназначено для курсового проектирования по специальности 061000 дисциплине «Основы транспортно-экспедиционного...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальностям...
Конфликтология: теория и практика управления конфликтами: Учебно-методическое пособие: Для студентов, обучающихся по специальностям...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие. Н. Новгород: нгпу, 2008. 55 с
Теоретические и прикладные проблемы номинации в курсе «Теория языка»: Учебно-методическое пособие. – Н. Новгород: нгпу, 2008. – 55...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Н. Новгород
...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие специальность 050104 «Безопасность жизнедеятельности»
Учебно-методическое пособие / М. Б. Звонкова, А. В. Неделяева, Ю. В. Егорова, Е. Л. Агеева Н. Новгород: нгпу, 2008. 48 с

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconПрактикум Нижний Новгород 2011 Министерство образования и науки РФ...
Учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей, аспирантов, студентов, занимающихся изучением истории экономики



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
www.lit-yaz.ru
главная страница