Курсовая по гидравлике

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

 

Факультет /Институт инженерный

Кафедра гидравлики и гидротехнических сооружений

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой Н.К. Пономарев

                                                    ^{И.О. Фамилия}

                                                                                                          ____________________________

«____» _____________ 2015 г.

Курсовая работа

^{(курсовая работа, дипломная работа, дипломный проект, магистерская диссертация)}

на тему

Расчет короткого трубопровода

«Определение диаметра трубопровода»

по направлению: 08.04.01 «Строительство»

^{шифр и наименование направления, специальности или специализации}

бакалавр

^{квалификация в соответствии с ФГОСТ}

 

 

 

Выполнил:

Студент группы ИСБ-203

             ^{код группы (курс)}

Студенческий билет № 1032143021

Петрова виктория Михайловна

                                         ^{И.О. Фамилия}

«____» января 2015 г.

 

 

 

Руководитель:

должность к.т.н., доцент

кафедра      ГиГС

Синиченко Е. К.

^{И.О. Фамилия}

 

Москва 2015

1. Эпюра гидростатического давления на стенку А

В точке 1 избыточное давление равно 0.

В точке 2 pизб = ρgh, где ρводы = 1000кг/м³, g = 9,8м/с², h = 2,5м

pизб = 1000кг/м³ × 9,8м/с² × 2,5м =

= 24500 кг/(м × с²) = 24500 Па

Соединяем отложенное значение ρgh с точкой 1 прямой линией.

2. Графическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и центра давление

1. Строим эпюру гидростатического давления на плоскую стенку 2. Находим центр тяжести(ЦТ) эпюры гидростатического давления

3. Определяем суммарную силу гидростатического давления по формуле:

P = Sэп × b,

где Sэп - площадь эпюры гидростатического давления; b - ширина стенки. Sэп = 0,5ρgh² = 0,5 × 1000кг/м³ × 9,8м/с² × (2,5м)² = 30625 кг/с² P = 30625кг/с² × 2,5м = 76562,5(кг × м)/ с² = 76562,5 Н 4. Вектор суммарной силы гидростатического давления проводится через центр тяжести(ЦТ) эпюры по нормали к стенке, и точка приложения ее на стенке будет центром давления(ЦД).

3.Аналитическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и координат центра давления

1. p = ρghцт ω , где hцт - глубина до центра тяжести стенки, который находится посередине площади стенки; ω - площадь стенки.

1.1 hцт = h/2 = 2,5м/2 = 1,25м 1.2 ω = h × b = 2,5м × 2,5м = 6,25м²

P = 1000кг/м³ × 9,8м/с² × 1,25м × 6,25м² = (кг × м)/ с² = 76562,5 Н 2. Найдем координаты центра давления. lцд = lцт + J/(ω × lцт),

где lцт - расстояние от свободной поверхности до центра тяжести(ЦТ) стенки, lцд - расстояние от свободной поверхности до центра давления(ЦД),

J - момент инерции стенки относительно оси, проходящей через ее центр тяжести параллельно линии уреза жидкости. Момент инерции для прямоугольной площадки:

J = bh³/12 = (2,5м × (2,5м)³)/12= = 3,26м⁴ Стенка расположена вертикально, поэтому lцт = hцт hцд = lцд = 1,25м + 3,26м⁴ / ( 6,25м² × 1,25м) = 0,58м

4. Определение размера диаметра короткого трубопровода при истечении в атмосферу и под уровень

n	d, м	ω,	v, м/с	Re	Зона	λ	λ	∑ξм.c.	µ, Па*с	µω, Па*с*
1	0,1	7,85 × 10-3	3,057	272946,43	3	0,0208	13,312	3,61	0,243	0,0019
2	0,15	0,0176	1,364	182678,57	3	0,0199	8,491	3,61	0,287	0,0051
3	0,2	0,0314	0,764	136428,57	3	0,0196	25,472	3,61	0,185	0,0058

1. ω=

ω1==0,0079 ω2==0,0176 ω3==0,0314

2) v=

v1==3,057 м/с v2==1,364 м/с v3==0,764 м/с

3) Re=

Re1==272946,43 Re2==182678,57

Re3==136428,57

4) Reкв=21,6*C C=

n=0,012

△=0,0001м

R= = d/4

R1=0,025м R2=0,038м R3=0,050м

C1===45,06 C2===48,10

C3===50,58

Reкв1=21,6*45,06=973296

Reкв2=21,6*48,10*=1558440

Reкв3=21,6*50,58*=2185056

5) =-2lg

λ1=0,0208 λ2=0,0199 λ3=0,0196

6) ξтр= λ

λ1==13,312 λ2== 8,491

λ3==25,472

ξвх=0,5 ξвых=1 ξпов=1,1 ξзад=0,11

∑ξм.с.=ξвх+2ξкол+ξзад+ξвых =0,5+1+2*1+0,11=3,61

7) µ=Па*с

µ1==0,243 Па*с µ2==0,287 Па*с

µ3==0,185 Па*с

µω1=0,243*7,85*10^-3=0,0019 Па*с*

µω2=0,287*0,0176=0,0051 Па*с*

µω3=0,185*0,0314=0,0058 Па*с*

µωр===0,0017 Па*с*

По графику d от µω (приложение 1) определяем диаметр трубы d=0,1 м.

5. Построение линий полной удельной энергии и удельной потенциальной энергии по длине трубопровода

Q = 0,024м³/c ; H = 10м

α = 1

d=0,1 м V = Q/ω = 3,057м/c V²/2g = (3,57м/c)²/(2 × 9,81м/с²) = 0,48м

ζвх = 0,5; ζзадв = 0,12; ζкол = 0,21; ζвых = 0,29

hвх = ζвх × (V²/2g) = 0,5 × 0,48м = 0,24м

hзадв = ζзадв × (V²/2g) = 0,12 × 0,48м = 0,06м;

hкол = ζкол × (V²/2g) = 0,21 × 0,48м = 0,10м;

hкол = ζкол × (V²/2g) = 0,21 × 0,48м = 0,10м;

hвых = ζвых × (V²/2g) = 0,29 × 0,48м = 0,14м hдл = (λ l)/d × (V²/2g) = 13,312 × 0,48м = 6,39 м

(Приложение 2)

6. Определения времени опорожнения резервуара в пределах заданных отметок

Q=const=0,024 м³/с

μω=0, 0,0017М³

▼N=H=10M

▼M=H-h₁=10-1,2=8.8 м

Ω -площадь зеркала воды

ω -площадь трубы.

Ω=64*2,5=160 M²

h₁=2,5 м L=64м В=2,5м

t = = = 8320 сек =138,7 мин=2,3 ч.