Файл: Методические указания к выполнению контрольных и расчетнографических работ для студентов технических специальностей.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 208
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3. ЗАДАЧИ И ПРИМЕРЫ ИХ РЕШЕНИЯ
 |
| Рис. 1 |
протекает по горизонтальному трубопроводу, имеющему сужение (рис.1), при следующих данных: диаметры 
, 
, пьезометрические высоты 
, 
. Потери напора и неравномерность распределения скоростей в сечениях не учитывать.Решение задачи:
Примем
мм; 
мм; 
м;
м.Напишем уравнение Бернулли без учета потерь для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения, проходящей через ось трубопровода:
Из уравнения неразрывности
имеем
После подстановки значения для
в уравнение Бернулли получим
Решив последнее равенство относительно
, будем иметь 
Задача 2. Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость
), состоящему из труб различного диаметра 
и различной длины 
, вытекает в атмосферу вода, расход которой , температура 
. Определить скорости движения воды, потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода, величину напора 
в резервуаре. Построить напорную и пьезометрическую линии на всех участках трубопровода.
Решение задачи:
Примем
; 
; 
; 
;
; 
; 
; 
.Составим уравнение Д. Бернулли для каждого из сечений: 0-0, 1-1, 2-2, 3-3:
Из уравнения неразрывности
выразим 
, 
, 
.
(
); 
(
);
(
).На первом участке трубопровода присутствуют местные потери на входе в трубу:
где
и потери напора по длине:
На втором участке трубопровода присутствуют местные потери на внезапное сужение:
а потери напора по длине:
На третьем участке трубопровода присутствуют местные потери на внезапное сужение:
а потери напора по длине:
Для определения потерь напора по длине вычислим числа Рейнольдса и установим режим движения на каждом участке трубопровода.
(
),
; 
; 
.Значение
для первого участка составляет 
, для второго – 
и для третьего – 
. Следовательно, на первом участке имеет место квадратичная зона сопротивления, и значение
определяется по формуле Шифрисона:
На втором и третьем участках трубопровод работает в переходной зоне сопротивления, в которой
определяют по формуле Альтшуля:
Следовательно,
, 
, 
, 
, 
, 
.Величина напора составляет
.Напорная и пьезометрическая линии на всех участках трубопровода представлены на рис. 2.
 |
| Рис. 2 - Построение напорной и пьезометрической линий |
Задача 3. Определить расход воды, проходящий через водоспускную трубу в бетонной плотине, если напор над центром трубы
, диаметр трубы 
, длина ее 
.Решение задачи:
Примем
; 
; 
.Расход воды, проходящий через водоспускную трубу, определим по формуле
где
– коэффициент расхода; 
– площадь сечения трубы, 
, 
; 
– ускорение свободного падения, 
; – напор над центром трубы, 
.Чтобы труба работала как насадок и рассчитывалась как гидравлически короткий трубопровод, должны быть соблюдены одновременно два условия:
1) длина трубы должна быть
, 
– условие не выполняется;2) максимальный вакуум
в насадке должен быть меньше 8 м вод. ст. Значение вычисляют по формуле 
, где – напор над центром трубы. 
., то есть условие не выполняется. Водоспускная труба работает как отверстие и