Задача №3
Розрахувати тиск води Р1 у трубі меншого діаметру (переріз 1-1, мал.3), якщо:
тиск у трубі більшого діаметру Р2;
витрата води Q = 5 л/с;
діаметри d1 та d2;
рух води у трубопроводі - турбулентний.
Вихідні дані |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Р2, кПа |
10 |
10 |
20 |
20 |
30 |
40 |
40 |
50 |
50 |
30 |
d1, мм |
50 |
50 |
50 |
40 |
40 |
40 |
32 |
32 |
25 |
25 |
d2, мм |
100 |
125 |
150 |
125 |
150 |
175 |
80 |
75 |
80 |
75 |
Вказівки до рішення
Т
реба
записати рівняння Бернуллі для перерізів
1-1 та 2-2. Площину Площину відрахування
0-0 провести через вісь труби.
Z1 та Z2 - геометрична висота центру ваги до площини відрахування;
Z1
= Z2
= 0
- п’єзометричні висоти у перерізах, які відповідають тискам Р1 та Р2;
- середні швидкості рідини у перерізах трубопроводу;
-
швидкісні напори у перерізах,
1 2 = 1 (коефіцієнти Коріоліса).
- втрата напору (енергії) при несподіваному розширенні трубопроводу.
П
ісля
підстановки компонентів рівняння маємо:
Задача №4
Розрахувати діаметр трубопроводу довжиною l, який подає воду з річки до берегового колодязя, а також напір Н (мал. 4), якщо:
витрата води, яка відбирається насосом з колодязя - Q;
температура води t, оС.
Вихідні дані |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Q , л/с |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
80 |
60 |
40 |
20 |
50 |
t, оС |
20 |
15 |
10 |
5 |
20 |
15 |
5 |
10 |
15 |
20 |
l, м |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
200 |
150 |
100 |
75 |
50 |
Доповнення:
Швидкість руху вільної поверхні води у річці та колодязі дорівнює нулю.
Розрахований діаметр труби округляти до більшого за сортаментом: 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 та 500 мм.
Коефіцієнти місцевих опорів прийняти: вхід в трубу з сіткою та зворотним клапаном вх.кл. = 3, вихід - вих = 1,0.
4. Рекомендована середня швидкість у трубопроводах – 1-2 м/с.
Вказівки до рішення
Використовуючи витрату води Q по прийнятій середній швидкості V
знаходять площу перерізу труби:
з
відки:
За сортаментом приймається близький більший за стандартом діаметр
dст , після чого розраховують фактичну швидкість води.
Розрахунок різниці рівнів води у річці та колодязі можна провести, якщо зв’язати порівнянням Бернуллі перерізи 1-1 на поверхні води у річці та 2-2- у колодязі:
Після аналізу компонентів:
Z1 =H; Z2 = 0; V1 = V2 0; P1 = P2 = Pат
М
аємо:
де = вх.кл. + вих
-
коефіцієнт Дарсі;
Ке- еквівалентна шорсткість;
R
e-
число Рейнольдса;
- кінематична в’язкість води, яка залежить від температури води:
t, оС |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
, см2/с |
1.67 |
1.57 |
1.47 |
1.39 |
1.31 |
1.24 |
1.17 |
1.12 |
1.06 |
1.01 |
[] = см2/с = 10-6 м2/с
Задача №5
Розрахувати витрату води Q, яка тече крізь бетонну греблю, якщо напір над її центром Н, а її діаметр d, довжина l (мал 5).
Вихідні дані |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Н, м |
12 |
9 |
8 |
8 |
11 |
9 |
12 |
9 |
12 |
11 |
d, м |
1.0 |
1.0 |
1.25 |
1.25 |
1.5 |
1.5 |
1.8 |
1.8 |
2.0 |
2.0 |
l, м |
7.0 |
5.0 |
3.0 |
8.0 |
4.0 |
6.0 |
5.0 |
7.0 |
12.0 |
8.0 |