Описание объекта расчёта

Объектом расчёта является гидросистема, предназначенная для одновременного наполнения водой (плотность r, кинематический коэффициент вязкости n) двух одинаковых цилиндрических ёмкостей (диаметр D, высота Н).

Погружной насос (погружным называется насос, который обеспечивает подачу жидкости в гидросистему будучи вместе с приводным электродвигателем погружен непосредственно в перекачиваемую жидкость) поднимает воду из скважины по трубопроводу (общая длина труб l, их диаметр d, эквивалентная абсолютная шероховатость стенок D; суммарный коэффициент местных сопротивлений, входящих в состав трубопровода за исключением расходомера ζ ) в водонапорную башню, уровень в которой поддерживается на постоянной отметке ÑВ специальной автоматической системой (не изображённой на рисунке). Величина расхода, подаваемого в водонапорную башню, контролируется расходомером. В рассматриваемой гидросистеме применен расходомер работающий на принципе измерения расхода по перепаду статических напоров, создаваемых нормальным соплом, выходной диаметр которого d_с. Перепад статических напоров на сопле, измеряется с помощью дифференциального пружинного манометра.

Из водонапорной башни вода по трубе (l₀, d₀, D₀) поступает к узлу K. В узле К труба (l₀, d₀, D₀) разделяется на две трубы (l₁, d₁, D₁, суммарный коэффициент местных сопротивлений за исключением вентиля ζ₁) и (l₂, d₂, D₂, суммарный коэффициент местных сопротивлений включая вентиль ζ₂), по которым вода и подводится к заполняемым ёмкостям.

Заполненные водой ёмкости транспортируют к месту назначения по двум параллельно идущим железнодорожным путям к месту назначения, где из них производится слив воды. Сливается вода через цилиндрические патрубки диаметра D₀, наклонёнными к горизонту под углом a_0.. Патрубки перекрыты дисковыми затворами, управляемыми с помощью рукояток.

Задание

Выполнить поэтапно расчёт элементов гидросистемы и параметров их работы при ниже приведенных исходных данных.

Физические характеристики воды:

плотность воды r = 10³ кг/м³;

кинематический коэффициент вязкости (кинематическая

вязкость) n = 10^-2 Ст.

Характеристики трубопроводов:

l = 100 м, d = 170 мм, Δ = 0,2 мм, ζ = 8;

l₀ = 100 м, d₀ = 110 мм, Δ₀ = 0,2, ζ₀ = 4;

l₁ = 90 м, d₁ = 100 мм, Δ₁ = 0,2, ζ₁ = 6;

l₂ = 240 м, d₂ = 100 мм, Δ₂ = 0,2, ζ₂ = 10;

▽T = 4 м.

Характеристика расходомера:

d_c = 120 мм,

Характеристики ёмкости:

D = 1,8м, H = 4 м,

D₀ = 0,3м,

h = 4,1 м,

α = 45^о,

L = 1,9 м.

Ёмкость считается полностью заполненной, если уровень воды в ней находится ниже верхней кромки на ∆Н = 0.25 м

Уровень воды в водонапорной башне ▽В = 35 м.