4. Раздел IV

Задаваясь исходными и расчётными данными разделов I и II задания, определить:

1. необходимую степень открытия задвижки для пропуска 0,75Q жидкости, определённого в разделе II по трубопроводу постоянного сечения;

2. величину избыточного давления в сечении А–А (исходные данные раздела I);

3. время выравнивания уровней жидкости в резервуарах (исходные данные раздела I).

Формула для расчета расхода на участке с задвижкой:

;

По условию задачи необходимо найти степень открытия задвижки для пропуска 0,75Q жидкости. Диаметр задвижки выразим из формулы расхода:

;

Величина равна отношению площади перекрытия задвижки к площади сечения трубопровода :

;

Величина избыточного давления жидкости в сечении А–А равна:

;

5. Раздел V «Определение расхода жидкости с учетом нагрева участка от до »

Учитывая, что происходит подогрев жидкости на , необходимо определить плотность жидкости по формуле (12) и изменившийся объемный расход жидкости.

, (12)

где плотность жидкости при начальной температуре, коэффициент температурного расширения жидкости.

;

Так как происходит подогрев, то объемный расход Q меняется, а массовый расход М остается постоянным, исходя из этого соображения определим расход Q_t:

Жидкость движется от резервуара №1к резервуару №2.

; ; ;

.

Расход находится по формуле: , Выразим :

.

При соединении жидкости с различной температурой необходимо выяснить какая в итоге будет температура смешанной жидкости за 1 секунду. Для этого необходимо использовать уравнение теплового баланса (13) и время за которое жидкость будет нагрета полностью до .

(13)

С другой стороны (14)

где количество теплоты, масса воды в резервуаре, теплоемкость воды, масса воды, находящаяся в трубопроводе на участке подогрева жидкости, температура смешанной воды.

(15)

(16)

Подставим (15) в (14):

За 1 секунду через трубопровод проходит воды, определим температуру смешения жидкости:

;

.

С помощью программы «Microsoft Office Excel 2007» подставим и построим график зависимости температуры смешения жидкости от времени :

Таблица 3.

τсм, ч	τсм, с	tсм, ᵒ С	τсм, ч	τсм, с	tсм, ᵒ С
0	1	20,005	5,917	21300	48,346
0,167	600	20,860	6,333	22800	50,491
0,333	1200	21,720	6,750	24300	52,635
0,500	1800	22,580	7,167	25800	54,779
0,917	3300	24,729	7,583	27300	56,923
1,333	4800	26,878	8,000	28800	59,067
1,750	6300	29,026	8,417	30300	61,210
2,167	7800	31,174	8,833	31800	63,352
2,583	9300	33,322	9,250	33300	65,495
3,000	10800	35,469	9,667	34800	67,637
3,417	12300	37,616	10,083	36300	69,778
3,833	13800	39,763	10,500	37800	71,919
4,250	15300	41,909	10,917	39300	74,060
4,667	16800	44,055	11,333	40800	76,201
5,083	18300	46,201	11,750	42300	78,341
5,500	19800	48,346			80,481

Рисунок 3. «График зависимости температуры смешения жидкости от времени »