5.Особые случаи простого трубопровода(сифон).

Сифон. Сифоном называется самотечная труба, часть которой расположена выше горизонта жидкости в сосуде, который её питает. Рассмотрим истечение жидкости из сифона под уровень. Наметим сечение трубы n-n и обозначим превышение его над горизонтом жидкости: в левом сосуде- через h’ и в правом сосуде- через h”. Если предположить, что жидкость, заполняющая сифон, находится в покое, то можно написать: а) давление в сечении n-n с левой стороны р₁=р_а+(-ϒ h’);б)р₂=р_а+(-ϒ h”), где (-h’) и(- h”)- соответствующие заглубления сечения n-n под горизонтом жидкости в сосудах. Из рисунка видно, что жидкость не может находится в покое, р₁>p₂, она будет двигаться в сторону меньшего давления. Рассмотрим установившееся движение жидкости в сифоне (Z=const). Наметим 2 сечения 1-1 и 3-3. Соединяя эти сечения ур-нием Бернулли получим формулу для расхода в виде: Q=μ_Tω , где μ_Т= = . Характерным для сифона является то, что в нём имеет место вакуум. Наибольшая величина вакуума будет в сечении, наиболее высоко расположенном. Найдём максимальную величину вакуума (h_вак)_макс в сифоне. С этой целью наметим по линии n-n, где ищем вакуум, сечение 2-2 и затем соединим сечения 1-1 и 2-2 ур-нием Бернулли (плоскость сравнения проведём на уровне горизонта жидкости в левом сосуде): , где z₁=0, z₂=h’, р₁/ϒ=р_а/ϒ; р₂/ϒ=р_n/ϒ, , , здесь v- скорость в трубе, р_п- давление в сечении n-n.Потери напора h_f’ по пути от сечения 1-1 до сечения 2-2 выражаем обычной зависимостью h_f’= ζ_f’(v²/2g),где ζ_f’- полный коэф. сопротивления, учитывающий потерю напора не во всей трубе, а только от сеч.1-1 до сеч.2-2. Т.о. получаем: (p_a/ϒ)=h’+(p_n/ϒ)+(v²/2g)+ ζ_f’(v²/2g) или (p_a/ϒ) -(p_n/ϒ)=h’+(1+ ζ_f’)(v²/2g). Т.к. (p_a/ϒ) -(p_n/ϒ)= (h_вак)_макс, то (h_вак)_макс= h’+(1+ ζ_f’)(v²/2g). Напорная линия Е-Е и пьезометрическая линия Р-Р в случае сифона показаны на рисунке.

6.Расчёт всасывающей трубы насоса.

Всасывающей трубой насоса называется труба, по которой насос засасывает жидкость из бассейна. Эта труба обычно так же, как и сифон, характеризуется наличием вакуума. Наибольшая величина вакуума будет непосредственно у насоса, перед его рабочим колесом (сеч.2-2)

Всасывающей трубой насоса называется труба, по которой насос засасывает жидкость из бассейна. Эта труба обычно так же, как и сифон, характеризуется наличием вакуума. Наибольшая величина вакуума будет непосредственно у насоса, перед его рабочим колесом (сеч.2-2). Такой вакуум можно найти, соеди­няя уравнением Бернулли сечение 1-1, намеченное по поверхности жидко­сти в бассейне, и сечение 2-2. Его можно также определить подставив в формулу (h_вак)_макс= h’+(1+ ζ_f’)(v²/2g) вместо h' величину а, означающую превыше­ние оси насоса над горизонтом жидкости в бассейне, и вместо ζ_f’ величину ζ_f, т. е. полный коэффициент сопротивления, учитывающий потери напора во всей трубе. При этом получаем: (h_вак)_макс=a+(1+ ζ_f)(v²/2g), (h_вак)_макс-вакуум перед рабочим колесом насоса. Различные типы насосов допускают различную величину вакуума. Обычно вакуум перед рабочим колесом насоса должен удовлетворять условию: (h_вак)_нас м вод.ст. Величина допустимого вакуума зависит не только от типа на­соса, но и от температуры и рода жидкости. С увеличением температуры жид­кости величина допустимого вакуума снижается. Зная допустимый вакуум для данного насоса и данной жидкости (h_вак)_доп можно по формуле найти предельное максимальное возвышение над горизонтом жидкости в бассейне:а_доп=(h_вак)_доп-(1++ ζ_f)(v²/2g). В случае горячей воды а_доп может быть отрицательным; в этом случае насос приходится располагать ниже горизонта воды в колодце.