2.1 Визначення рівня рідини н1 в проміжній ємності с

Витрата рідини через насадку пов’язана з параметрами насадки співвідношенням (див. Рисунок 1.1)

Звідки

Розрахунок:

Оскільки рівень рідини в даній посудині постійний то витрата рідини, що витікає через насадку дорівнює витраті рідини, що поступає в резервуар трубопроводу. Нам відома величина витрати рідини, що витікає через насадку. Отже, можемо визначити висоту встановленого в посудині С рівня за формулою:

Де =0,95 – коефіцієнт витрати насадки; – площа вихідного перерізу насадки ( )

Тоді

= = 5.57м.

Відповідь: H₁=5.57м.

2.2 Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі (в мм рт. Ст.)

Рисунок 1.2 Схема розрахунку витратоміра Вентурі

Витратомір складається з двох ділянок послідовного звуження і розширення потоку рідини (Рисунок 1.2). Перепад тиску між перерізами 1-1і 2-2 у витратомірі залежить від витрати рідини, яка перетікає через нього. Відповідно, витрата рідини може бути визначена через параметри витратоміра Вентурі як:

Де - площа зувуженого перерізу 2-2 у витратомірі; h=(p₁-p₂)/ – втрати п’єзометричного напору сіж перерізами 1-1 і 2-2 (див. Рисунок 1.2).

Якщо для вимірювання препаду напору використовувати ртутний дифманометр, то потрібно враховувати різницю густин ртуті і рідини, яка тече у трубопроводі. Тоді:

h

Звідси

або

Розрахунок:

Знаходимо площу звуженого перерізу витратоміра Вентурі:

Знаходимо покази ртутного дифманометра, що відповідають перепаду напору у витратомірі:

Відповідь:

2.3 Визначення висоти всмоктування відцентрового насоса

Рисунок 1.3 Розрахункова схема всмоктувальної лінії насоса

1-сітка-фільтр; 2-зворотній клапан; 3-плавний поворот (коліно) 90

4-засувка; ВЦН-відцентровий насос.

Запишемо рівняння Д.Бернулі записано для перерізів 0-0 і 1-1 (Рисунок 1.3)

z₀=0, z₁=h_вс – висота розміщення перерізів відносно площини порівняння;

= = - – тиск в перерізах;

= 0(бо ),

- втрати напору при русі рідини від перерізу 0-0 до 1-1, які складаються з втрат напору на тертя h_тер і втрат напору на місцевих опорах h_м.о .

Підставимо значення членів рівняння Д.Бернуллі в вихідну формулу і після скорочення на р_ат розв’яжемо відносно висоти всмоктування h_вс = Н₂, прийнявши, що режим руху турбулент­ний, і тому значення коефіцієнта Коріоліса а₁ = 1:

Втрати напору на тертя в місцевих опорах розраховують за формулою:

де = , задані величини місцевих опорів коро­бки зі зворотнім клапаном, коліна і засувки.

Втрати напору на тертя по довжині трубопроводу:

Коефіцієнт гідравлічних втрат напору на тертя в трубопро­воді діаметром d в загальному випадку залежить від режиму те­чії (числа Re) і еквівалентної шорсткості труб :

а число Re визначається як

де - коефіцієнт кінематичної в’язкості води в м²/с. Якщо в Ст = см²/с, то в системі СІ 1Ст = 10^-4 м²/с.

Якщо Re (Rе_кр = 2320), то течія ламінарна і = 64/Rе. Тоді

Якщо Rе_кр < Rе (Rе_І =10d/ ) (Rе_І - перше перехідне число Рейнольдса) або Rе 10⁵, то це - перша зона турбулентного ре­жиму течії або зона гідравлічно гладких труб, і коефіцієнт гідра­влічного тертя вираховується за формулою Блазіуса:

Якщо Rе_І < Rе < (Rе_ІІ = 500d/ ), то це - зона змішаного тер­тя, = f (Rе, ) і справедлива формула А.Альтшуля

При Rе >Re_II = f ( ) - зона автомодельної течії, коли не залежить від числа Rе, а значить, і від швидкості течії. Це, так звана, зона квадратичного опору або абсолютно шорстких труб течії, в якій

Розрахунок (див. Рисунок 1.3)

Проведемо умовно перерізи 0-0 і 1-1 так, як це показано на рисунку. Зробимо порівняльну характеристику стану рідини в цих двох перерізах.

При цьому за площину порівняння виберемо переріз 0-0.

Тоді рівняння Бернуллі набуде такого виду:

Звідси,

Для визначення коефіцієнта , розраховуємо число Rе і визначмо режим течії рідини:

Оскільки режим турбулентний, то визначимо перехідні числа Рейнольдса:

отже течія відповідає зоні змішаного тертя і коефіцієнт тертя визначаємо за формулою Альтшуля:

Висота всмоктування вираховується за формулою: