Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982), страница 11

В табл. 1,10 приведены некоторые встречающиеся в практике конфигурации насадков (круглого сечения) и соответствующие им средине значения коэффициентов истечения. Более подробные сведения о гидравлических характеристиках отверстий и насад. ков можно найти в [4, 19). Истечение лод переменным напором (медленно изменяющееся во времени неустановившееся движение).

В этом случае коэффициенты Р, е, ф и ь могут приближенно приниматься такими же, как и для случая установившегося истечения. Время изменения уровня в резервуаре от положе. ния Н, до положения Нз (рнс, !.23) рассчитывают по уравнению где ц = фе — коэффициент расхода, причем р, щ н е зависят от числа Ке (рнс. 1.20), которое в данном случае рекомендуется представлять в виде [4) Ке = — ~г 22~ Н+ Г / рз — рг ч Рк При йен)10' значения Р можно рассчитать яо формуле [41 5,5 р = 0,592+ — ' У'Веы Ориентировочные значения е, ~р, Р и ь для круглых отверстий при Вен)10' следующие; в = 0,61 =. 0,63; ~р = 0,97 ь 0,98; Р = 0,6 —:0,62; ь =- 0,04-0,06, Для истечения через большое отверстие, площадь которого сопоставима с плошадью сечения потока перед ним (рис.

1.21), при рэ-р1 расход можно определить по форму- ле (1.57), если напор Н заменить на вели- чину Н = Н + о„/22, где он= У/Зь — скорость подхода (рис. 1.21). Значения !г в этих случаях мало отли- чаются' от его значений для малых отвер- стий. Нв 'г ЯдН где й — площадь свободной поверхности в резервуаре; Уз — расход притока; ы — пло- шадь выходного отверстия. Рнс. 1.21 Истечение несжимаемой жидкости через большое отверстие. Рнс.

1.23. Истечение прн переменном напоре. йэ Механика жидкости и газа Раза. 1 36 Та бл и ца 1.1О Значения козффнпиентов истечения для различных форм насаднов Вид нэсэдкэ 0,82 0,82 0,5 Внешний цилиндрический л 0,53 0,81 0,81 Внутренний цилиндрический Бь с(ф 0,09 — 0,02 0,96 — 0,99 0,96 — 0,99 Коноилальный (по форме свободной струи) 0,98 0.09 0,94 Конический сходящийся а=!2 —:15' 0,96 3,94 — 3,00 0,45 — 0,5 0,45 — 0,5 Конический расходящийся а=5+7' При меченые.

Днн «сех иэсэдкое энечсннн коэффнаеснтоэ дэны применительно к ныход. ному сечеиикх Дли цилиндрических резервуаров (й= =й,=сопз1) при постоянном притоке (Р»= = ре=сопз!) время опорожнения или на- полнения ~)уй-р и,+ рм )с 28Н вЂ” ~'й — ~У Н, ~ 1 й — Р'И,,/ где Н.= !го((28рэмт) — напор, при котором через отверстие (насадок) проходит расход, равный притоку. При отсутствии притока время полного опорожнения 2йе )У Нх 2ореч Роз )усйос где ор„— объем жидкости в резервуаре в начальный момент; )т„еч — начальный Раса(Е!Ь 37 Одномерные течения вязкой жидкости 6 1.6 1яя.

гидглвличвскии нлсчнт тгкиопговодных систем Фт а/ 225 250 581 780 Прод»»жанне 800 900 16 200 22 300 125 150 175 200 128 204 303 421 й, мм ...... 300 350 400 450 500 600 700 К 1О", мо/с . . . 1235 1890 2630 3980 4720 7550 11 350 где /оН=Н+ (р~ — ро)/(РЫ) а полныи расход системы Н+ =- У' 1=1 Гидравлический расчет трубопроводных систем основывается на формулах (1.48) и (!.56), определяющих потери в гидравлических сопротивлениях. В случае, когда потерями в местных сопротивлениях можно пренебречь, формулу (1.48) преобразуют к виду У = К!' ЛдН, (1.

58) где К=8~ 2ай/Л вЂ” модуль расхода (расхоаная характеристика), здесь Б яй'/4 — площадь поперечного сечения трубы. Для квадратичного режима значение К зависит только от геометрических характеристик трубы (диаметра и шероховатости); при других режимах — также и от числа Рейнольдса. В некоторых расчетах формулу (!.58) удобно использовать в виде йд — аро, (1. 59) где а=1/К' — полное сопротивление трубопровода.

Гидравлический уклон или уклон трения, т. е. потерю напора на единицу длины трубопровода, определяют по формуле 1 = йд/1 = М рч/йо, где Л1=-16Л/(ало). Значения модуля расхода К для промышленных труб табулированы и приводятся в гидравлических справочниках [39). Для новых стальных труб значения К, вычисленные с использованием формулы Шифринсоиа (см. табл. 1.7), при 5=0,2 мм следующие; й,мм..., .. 40 50 75 100 К 1Оо, и'/с . .. 6,16 11,1 32 68,5 При наличии местных сопротивлений на длинном трубопроводе потери в них можно учесть по способу эквивалентной длины, который заключается в том, что вместо местного сопротивления с коэффициентом вводится эквивалентная длина трубы /о = имй/Л потери напора на которой равны потерям в местном сопротивлении.

Эту длину суммируют с длиной цилиндрического участка (1о =1+1,) и эту сумму затем подставляют в (1,59) . Последовательное соединение тррб разных диаметров (рис. 1.24 а). В этом случае потери напора на отдельных участках суммируются. Так каь расход У для всех участков одинаков, то Рис 1.24. Расчетные схемы трубопроводных систем при последовательном (а) н параллельном (б) соединении труб. где т — число участков постоянного диаметра. Вместе с формулами потерь для отдельных участков эта зависимость образует рас.

четную систему уравнений. Другая форма этой зависимости имеет вид: т-ь,о.)/ио(нь ' и), ь.и~ рк где Зь — плошадь поперечного сечения трубы на основном (расчетном) участке; р,— коэффициент расхода системы: Рс = 1 1 Зг » Зг 'С~ 1, ° Ъ~ Н !1 г — „~~ЮИЛ вЂ”, 1 1 ь здесь я — число местных сопротивлений, а ьнь — их коэффициенты потерь, Параллельное соединение труб (рнс, 1.24, б). Потеря напора на каждой нз ветвей одна и та же. Расход в 1-й ветви У/ = К/ )х бН//о1 Эти уравнения образуют систему, нз котороа может быть определено ш+1 неизвестное (например, У и У1).

Пример 1 Для трубопровода пастояиного диаметра заданы: объемный расход !',.вязкость н плотность жидкости т н р, геометрия трубы: диаметр й, длина 1, шероховатость стенок ао. Опрсдслнт1, изнар Но, Механика лаидкасти и газа Равд. 1 необходимый для пропуска заданного расхода. Решение. По заданным-У, д н у определяем число Ее=4У/пду н соответственно режим течения. Если режим лэмнпарный, то потребный напор 128ч»в ву пода (!.61) л где (а=»+ ~~~ 1„— расчетная длина трубы А=> с учетом эквивалентных длин местных сопротивлений.

Если режим турбулентный, то согласно (1.58) Строим график Ног=»(да), на котором откладываем заданное Н„ и находим соответствующий ему диаметр д. Пример 4. Для схемы трубопровола, показанной на рис. 1.24,и, определить расход при заданных величинах Рк Рг, Н, ди 1с, Ла т. Решение. Предполагая в первом приближении режим течения квадратичным, вычисляем );с и Ьва для каждого из участков.

Выбрав алин из участков за расчетный (да ао), вычислим коэффициент расхадасистемь> р, по (1.60), а затем — искомый расход У 1 '2 Но=ба= »в! Кг для вычисления К предварительно необходимо определить ),, к и 1, по известным Ее, д и Л. П р и и е р 2.

Для того же трубопровода требуется найти расход У при заданных остальных параметрах. Решение. Вычисляем напор, соответствующий критическому числу Рейнольдса: 32чг! Ннр = — йевр. пр в Если Нагл(Няр, то режим — ламииарНЫй, ЕСЛИ Н)Няа — турбуЛЕИТИЫй. Расход определяем метолом последовательных приближений: при ламинарном режиме по (1.61); при турбулентном режиме значения ).

и К определяем по формулам квадратичного режима, а расход — по (1.58) илн по (1.60). Затем вычисляем Ее и уточняем значения Х, Ь и У, что обычно бывает достаточным. Пример 3. Для того же трубопрово. да (см. пример 1) найти диаметр д при заданных остальных параметрах. Решеиие.

Задавая ряд значений дп определяем соответствующие им Ке= =4У)(п»»ст) и находим Х, Ко 1Ы. Ищем значения напора, соответствующие каждому из задаваемых значений с(о па формуле 1»г Но» = 1>2 К> Для каждого из участков определяем Веа и проверяем правильность предположения о квадратичности режима. При необходимости уточняем значения )а иь а, а затем н расход У. Пр имер 5. Для схемы трубопровода, приведенной иа рнс. 1.24,5, определить суммарныя расход, пропускаемый системой, и его распределение по параллельным ветвям. Решение.

Предполагая квадратичный режим в каждой из ветвей и учитывая одинаковость потерь в них, записываем расчетную систему уравнении; У2 бн = — »,1; 1 К2 » У ='1 АН ,.— а-ч К» . ,, [»»» Из этой системы»л-1-1 уравнений находится гл+1 неизвестное, например У», У. Полученные значения проверяем и при необходимости уточняем путем вычисления Йе» и значений 1'> ° ь» »а» К> ° >.эл. силовое воздемствие патокл МА ТВЕРДЫЕ ПОВЕРХМОСТИ » С Рнс. 1.25.

Расчетная схема для вычисления силы воздействия напорного потока иа фасонную часть трубы. Пунктир — коятрольвая поваргяость Я для состав. лсавя уравясвяя лолячсссва двяжсявя. Применяя уравнение количества дни>кения (!.42) к объему, ограниченному контрольной поверхностью 3 (пунктир на рис. 1.25), для случая установившегося движения результирующую силу воздействия потока нэ стенки можно выразить в виде [17) Р = РУ> чг — РУа "г — РУа тг У + Рг -1- Рг — , 'Ра+ С, (1.62) где Рь Рг н Ра — силы давления в сечениях 1, 2 и 3; Ук Уг, Уа — соответствующие расходы; С вЂ” вес жидкости в объеме, выделенном поверхностью 3.