Тема 7. Розрахунок довгих трубопроводів.

Приклад 7.1. Визначити потрібний Н на початку горизонтального трубопроводу, що складасться з двох послідовно сполучених труб різного діаметра d1 = 200 мм (l1 = 400м) i d2 = 150 мм (l2 = 500 м). Витрата води в кінцевому пункті Qk = 22 л/с, вiдбiр води в мiсцi зміни діаметра Q = 28л/с. Труби чавунні нові класу А.

Р озв’язання. Згідно додатку 10 для таких труб

Sот1 = 7,35 с²/м і S от2 = 35,83 с²/м .

Прийнявши 10% на місцеві втрати напору, за формулою (7.5) маємо Н = 1,1

, де Q1 = Q + Qk = 0,028 + 0,022 = 0,05 м³/с; Q1 = Qk = 0,022 м³/с

Тоді

Н = 1,1(7,35·400·0,05² + 35,83·500·0,022²) = 17,61 м.

Перевіримо швидкості:

Оскільки швидкості більші за 1,2 м/с, то зона опору квадратична і коригування не потрібне.

Приклад 7.2. Два паралельнi розгалуження труб (дiаметри i довжини

тi, що в попередньому прикладі) повиннi пропустити 50 л/с води. Скільки води протікатиме в кожному з них? Визначити втрати напору.

Розв’язання. Для вказаних труб модулі витрати дорівнюють

К1 = 0,34 м³/с i К2 = 0,159 м³/с (додаток 12).

Оскільки рух рідини по кожній з ділянок відбувається під однаковою

різницею напорів, то

Сумарна витрата

Звідки

Т оді

Втрати напору по довжині

Приклад 7.3. По чавунному трубопроводу діаметром D = 300 мм, довжиною l = З км подасться вода зі швидкістю 1,3 м/с. Товщина трубопроводу δ = 12,5 мм. Необхідно визначити підвищення тиску в трубопроводі для двох випадків, коли: 1) час закриття засувки t3 = 4 с; 2) час закриття засувки t3 = 8с.

Розв’язання. За формулою (7.18) знаходимо швидкiсть поширення ударної хвилі, скориставшись табл. 4 підручника [2]:

Визначаємо час пробігу по трубопроводу прямої i зворотної ударної хвилі (фазу гiдравлiчного удару):

Отже, у першому випадку маємо прямий удар, а у другому — непрямий. Підвищення тиску при прямому ударі за формулою (7.17) буде

Δр = 1000·1171·1,3 = 1522300 Па ≈ 1,52 МПа

У другому випадку за формулою (7.19) маємо

Тема 8. Витікання рідин і газів через отвори і насадки

8.1 Вода під напором витікає в атмосферу через отвір діаметром 𝑑=1,0 см. Визначити швидкість витікання і витрату води (при ).

Розв‘язання. Визначимо число Рейнольдса за формулою

.

При можна приймати значення коефіцієнтів постійними і рівними відповідно 0,97 і 0,62. Тоді швидкість витікання за формулою (8.2)

Витрата становитиме

8.2 Визначте витрату і швидкість витікання нафти з резервуару через отвір діаметром 1 см. І через коноїдний насадок того ж діаметра при напорі 4 м. (кінематична в‘язкість нафти ).

Розв‘язання. Оскільки витікає в‘язкий продукт, то для вибору коефіцієнта треба спочатку визначити число Рейнольдса:

З графіка залежності від (рис.132) визначимо,що

Тоді V=

Витрата

При витіканні через колоїдальний насадок ( )

,

а