; 0.1 c
|
|
|
- номер группы, i
- номер студента в группе.
Трубы стальные. Жидкость - вода. t
= 20°
1. Для заданного секундного расхода Q3
необходимо найти расходы Q1
и
Q2
и суммарный расход Q,
а также начальный уровень в резервуаре HH.
. Найти расход Q
для уровня H
=
0,75
HH.
. Найти среднее значение коэффициента расхода m
для этих двух случаев и определить время частичного опорожнения резервуара от HH
до HК
= 0,75 HH.
. Вычислить величину повышения давления в
начальной фазе гидроудара для трёх случаев времени закрытия.
Найдём числовые значения заданных величин dтр,
l3,
Q3
и
остальных.
1 Из
равенства потерь в ветвях 1,2,3 имеем:
Выражая расходы Q1
и
Q2
через Q3
мы можем записать выражение для полного расхода:
Нам неизвестны коэффициенты
K1, K2, K3, ,
скорость в 3-й ветви:
м/с,
число Рейнольдса:
,
,
это 5 зона
вычисляем по формуле Шифринсона:
,
Для нахождения K1, сначала
примем в 5 зоне:
,
,
л/с,
м/с,
,
входит в 5 зону, принимаем расход Q1
= 0,031 м3/с.
Найдём для K2 в 5 зоне:
,
,
м3/с,
м/с,
,
входит в 5 зону
Общий расход:
м3/с,
м/с
Запишем уравнение Бернулли для
начального сечения HH
наполненного резервуара и сечения выхода воды:
В этом уравнении мы не учли незначительные
потери на трение в местах разветвления труб
; ; ; ;
;
;
По таблицам находим:
;
; ;
Находим
: ;
Так как
,
значит берём в 5
зоне м/с
Найдём скорость в расширенной части
трубы по равенству расходов:
;
;
,
вычисляем в 5 зоне по
формуле Шифринсона
,
для турбулентного потока
Найдём расход для уровня м.
Уравнение Бернулли для сечений на
уровне и сечении выхода воды из труб будет иметь вид:
Так как
,
Но
,
Тогда и уравнение Бернулли примет
вид:
Разрешаем это уравнение относительно скорости в
трубе:
Имеем коэффициенты гидравлического трения в 5
зоне:
,
,
для разветвления
,
,
Подсчитаем расходные характеристики
разветвлений в первом приближении
,
,
Подставим эти значения в выражение
для нахождения скорости в трубе:
,
м/с
Число Рейнольдса
,
,
входит в 5 зону
м/с,
,
,
входит в 5 зону
Расход
,
Отсюда
,
,
,
входит в 5 зону
Из равенства потерь находим скорости
в 1 и 2 ветвях
,
Отсюда выражаем и через :
м/с,
,
,
входит в 5 зону
м/с,
,
,
входит в 5 зону
Таким образом движение жидкости на
всех участках сети происходит в области 5 квадратического сопротивления и
поэтому принимаем м/с.
Расход
м3/с
Найдём среднее значение коэффициента
расхода для
этих двух случаев (при и ):
а) при м:
действительный расход м3/с;
теоретический расход
м3/с;
коэффициент расхода
;
б) при м:
действительный расход м3/с;
теоретический расход
м3/с;
коэффициент расхода
Найдём время опорожнения резервуара
от до
Время опорожнения определяется по
формуле:
,
,
но ,
Тогда:
Подставляя значения с. мин. час.
4. Вычислим величину повышения
давления в начальной фазе гидроудара
Скорость распространения возмущений
по трубе
м/с,
для стали и воды, м/с, тогда
подсчитаем величину
Если , тогда гидроудар будет непрямым для
заданных времён закрытия, повышение давления при гидроударе вычисляем по
формуле
Если
,
То
,
гидроудар прямой
) с
при Па,
при Па;
) с
при Па,
при Па;
) с
при Па,
при Па;