gidravlika_zadachi_3 / 3_381

3-381

Расход воды, вытекающий из бака под напором H = 6,0 м, по трубе диаметром d = 150 мм и длиной l = 4 м, равен Q = 130 л/с. Определить, учитывая путевые и местные потери, на каком расстоянии X от входа в трубу избыточное давление в точке, находящейся на оси трубы, равно p = 9,81 кПа. Принимать коэффициент сопротивления на вход равным ζвх = 0,5.

Решение.

Составим уравнение Бернулли для сечений 1–1 и 2–2 относительно плоскости сравнения, проведенной через ось трубы 0'–0'

В рассматриваемом случае z1 = H, z2 = 0; абсолютное давление в сечении 1–1 равно атмосферному p1 = pа, абсолютное давление в сечении 2–2 также равно атмосферному p2 = pа. Поскольку скорость воды в баке несоизмеримо меньше скорости движения воды в трубопроводе, можно принять, что V1 ≈ 0. Коэффициент кинетической энергии α принимается в пределах α = 1 ÷ 1,1 (при турбулентном режиме).

Тогда

Подставив эти значения в уравнение Бернулли, получим

стр. 1 из 2 (3-381)

Определим число Рейнольдса Re = Vdν при кинематическом коэффициенте вязкости для воды, ν = 0,0101 · 10-4 м2/с

Vd 7,36 0,15

Re = ν = 0,0101 10−4 = 1093069.

Так как Re > Reкр = 2320, то поток движется при турбулентном режиме и коэффициент кинетической энергии α принят правильно.

Тогда определи коэффициент гидравлического трения из уравнения

Составим уравнение Бернулли для сечений 1–1 и Х–Х относительно плоскости сравнения, проведенной через ось трубы 0'–0'

В рассматриваемом случае z1 = H, zx = 0; абсолютное давление в сечении 1–1 равно атмосферному p1 = pа, абсолютное давление в сечении Х–Х p2 = pа + p. Поскольку скорость воды в баке несоизмеримо меньше скорости движения воды в трубопроводе, можно принять, что V1 ≈ 0. Коэффициент кинетической энергии α принимается в пределах α = 1 ÷ 1,1 (при турбулентном режиме).

Тогда

= 1,85 м.

Ответ: lх = 1,85 м.

стр. 2 из 2 (3-381)