35 Определение времени опорожнения сосуда

Считаем, что давление плавно изменяется, хотя оно установившееся. Значит за некоторый промежуток времени Δt уровень опуститься на Δh.

Объем жидкости, вышедший из резервуара за Δt:

После интегрирования и подстановки пределов получаем:

А для постоянного напора:

При постоянном напоре время заполнения резервуара в 2 раза меньше, чем при переменном.

36. Вывод уравнения траектории струи. Определение дальности отлета струи.

Частица жид-ти находиться в поступательном равномерном движении по оси ОХ с начальной скоростью V=φ*(2*g*h)^0,5

Второе движение равноускоренное по оси ОУ, где Хо=V*t:

Уо = (g*t^2) / 2 t= Xo / V

Yo = (g*Xo^2) / (2*V^2)

Xo= V / (2*Yo/g)^0,5

39. 40. Явление гидравл удара. Скорость распр ударной волны (ф-ла Жуковского). Опред превыш давления в трубопроводе при гидроударе. Фаза и период гидроудара.

Явление, происходящее в протяж трубопроводе, связанное со значит изменением мгновенной скорости.

1. Если во время движения жидкости по протяж трубопров со скоростью Vя и давлением Р мгновенно сработает заслонка, 1-ый слой остановится, а остальные будут двигаться, след движ будет продолжаться к заслонке, а волна повыш давления должна будет распр в противоположном направлении: Ру = Р+∆Р

2. Чрез некот время после того как последний слой остановится, жидкость начнет движение в сторону наименьшего давления (от заслонки).

Прямая ударная волна - +Р

Обратная ударная волна - -Р

Тф=2*l/c – фаза гидроудара (время прохожд прямой и ударной волны)

С – скорость распр ударной волны

П=2*Тф – период гидроудара

Жуковский получил ур-ние для ∆Р:

1. прямой удар: Тф> t3 ∆Р=cρ(V-V0)

2. непрямой: Тф< t3 ∆Р=ρ(V-V0)2*L/t3

Жуковский получил ур-ние для определения скорости ударной волны:

С=( ρж/Еж(1- Еж*d/Eтδ))^0.5

(ρж/Еж)^0.5 – скорость распрастр упругих деформаций жидкости или звука

Еж , Eт – модуль упругости жидкости и трубопровода

δ – толщина стенки трубопровода

d – диаметр трубопровода

Способы предотвращения гидр удара и его негативные последствия:

1. Не допуск больших промежутков м-ду заслонками

2. Не допуск больших скоростей движения по трубопров

3. Не допуск малого времени закрытия запорной арматуры

4. Не допуск возникновения воздушных колпаков

Всякая ударная волна возникш в жидкости мгновенно гасится на линии свободной пов-ти.

41. Прямой и непрямой гидроудар. Определение превышения давления.

В зависимости от времени распространения ударной волны τ (фаза ГУ) и времени перекрытия задвижки (или другой запорной арматуры) t, в результате которого возник гидроудар, можно выделить 2 вида ударов:

-Полный (прямой) гидравлический удар, если t < τ

-Неполный (непрямой) гидравлический удар, если t > τ

При полном гидроударе фронт возникшей ударной волны движется в направлении, обратном первоначальному направлению движения жидкости в трубопроводе.

Его дальнейшее направление движения зависит от элементов трубопровода, расположенных до закрытой задвижки. Возможно и повторное неоднократное прохождения фронта волны в прямом и обратном направлениях.

При неполном гидроударе фронт ударной волны не только меняет направление своего движения на противоположное, но и частично проходит далее сквозь не до конца закрытую задвижку.

4 2.Устойство и принцип действия гидротарана (достоинства и недостатки).

В основе работы гидротарана лежит так называемый гидравлический удар — резкое повышение давления в трубопроводе, когда поток воды мгновенно перекрывается зас­лонкой. Всплеск давления может разорвать стенки трубы, и, чтобы избежать этого, краны и вентили перекрывают поток постепенно.

Гидравлический таран работает следующим образом. Из водоема 1 вода по трубе 2 поступает внутрь устройства и вытекает через отбойный клапан 3. Скорость потока нарастает, его напор увеличивается и достигает величины, превышающей вес клапана. Клапан мгновенно перекрывает поток, и давление в трубопроводе резко по­вышается — возникает гидравлический удар. Возросшее давление открывает напорный клапан 4, через который вода поступает в напорный колпак 5, сжимая в нем воздух. Давление в трубопроводе падает, напорный клапан закрывается, а отбойный — открывается, и цикл повторяется снова. Сжатый в колпаке воздух гонит воду по трубе б в верхний резервуар 7 на высоту до 10—15 метров.

+использование нетрадиционного вида энергии

+малая стоимость

+очень дешевая амортизация

-подача прерывистая (толчками)

-небольшая подача

-необходимо обеспечить отвод жидкости, выходящей из ударного клапана

43. Гидравлич.удар-явление, происходящее протяж.трубопроводах, связан.со значит.изменением Р, кот.происходит вследствие изменения мгновенной скорости. Способы предотвращения возникн.ГУ и его негативн.последствия: 1-не допускать больших промеж.в трубопроводе между заслонками. 2-не допускать больших скоростей движ.по трубопров.СНиП 1-2.5 м/с. 3-не допускать малого времени закрытия запорной арматуры. 4-не допускать возд.колпаки. Всякая ударная волна, возн. В жидкости мгновенно гасится на линии своб.поверхности.

44. Расчет трубопровода. Трубопровод м.б. 1-длинные 2-короткие 3-простые 4-сложные.

Гидр.расчет трубопроводов сводится к построению трубопроводных хар-к.

Для построения трубопров.хар-ки воспользуемся уравнением

Нтр=Нr+((P2-P1)/γ1)+((Ui^2-U1^2)*2/2g)+сумма hw

γ1-перепад давления

Сумма hw=(λ*L/d+сумма Li)*U^2/2g

D=const

Hтр=Нст+k*U^2

Y=a+bx^2

Hтр=Нст+(к/w^2)*Q^2