1. Потери на вход в трубу
,
где
–
скорость во второй трубе. Коэффициент
потерь на вход в трубу возьмем из таблицы
6.
.
Потери на вход равны
.
2. Потери на трение по длине в первой трубе:
.
Определим
режим течения во второй трубе, для этого
найдем значение число Рейнольдса
.
Значение
при
температуре
возьмем из табл. 1
.
Тогда
.
Режим течения – турбулентный.
Высота выступов эквивалентной равномерной зернистой шероховатости равна
.
Коэффициент Шези по формуле Маннинга:
Определим через коэффициент Шези C.
.
Из таблицы 5 .
Тогда
.
.
.
.
Для проверки действительного существования квадратичной области сопротивления вычислим числа Рейнольдса:
.
Так
как
>37037,
то
область сопротивления выбрана правильно
и значение
верно.
.
3. Потери на внезапное сужение
; 
.
Значение коэффициента потерь на внезапное сужение из таблицы 7, с применением линейной интерполяции
,
Значение потери на внезапное сужение
.
4. Потери на трение по длине во второй трубе
.
Числа Рейнольдса в третьей трубе
.
Режим течения – турбулентный.
Для новых стальных цельнотянутых труб высота выступов эквивалентной равномерной зернистой шероховатости равна
.
Предположим, что труба гидравлически шероховатая и определим через коэффициент Шези C
;
б
Тогда:
.
Для проверки действительного существования квадратичной области сопротивления вычислим числа Рейнольдса:
.
Так
как 233320>18,518
то
область сопротивления выбрана правильно
и значение
верно.
.
5. Потери на внезапное расширение
6. Потери на трение по длине во третьей трубе
.
Определим значение числа Рейнольдса в третьей трубе
.
Режим течения – турбулентный.
Определим через коэффициент Шези C
;
б
Тогда:
.
Для проверки действительного существования квадратичной области сопротивления вычислим числа Рейнольдса:
.
Так
как 116717>37036
то
область сопротивления выбрана правильно
и значение
верно.
.
Суммируем все потери:
Искомый напор будет равен
Построение линии полной удельной энергии
Значение
удельной энергии
равно
т.е. равно кинетической энергии на
выходе.
Построение пьезометрической линии(линии удельной потенциальной энергии)
Скоростные напоры:
, 
,
.
Коэффициент Кориолиса принимаем равным .
В расчетных сечениях:
.
;
;
;
;
;
.
На выходе из трубопровода давление (избыточное) равно нулю, и конец пьезометрической линии совпадает с центром выходного сечения.
Варианты 7-9
Для
системы труб, показанных на рисунке,
определить расход воды при следующих
данных:
,
(в закрытом резервуаре над поверхностью
воды – вакуум); Диаметры труб:
,
,
,
длины участков:
,
,
.
Трубы чугунные, бывшие в эксплуатации
(
).
Температура воды
.
Построить напорную и пьезометрическую
линии
Площади
сечений труб и средние значения скорости
и скоростного напора:
;
;
;
Решение.
Запишем уравнение Бернулли в общем виде
.
Сечение I-I совместим со свободной поверхностью в резервуаре, а II-II – с выходным сечением трубопровода. За ось сравнения 0-0 выберем линию, совпадающую с осью трубопроводов. Тогда , , . Скоростным напором в первом сечении пренебрегаем. Конкретный вид уравнения Бернулли будет следующим:
,
где
.
Рассмотрим потери напора.