124146 (689862), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

где расстояние от сечений А-А и В-В соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости;

р - давления в сечениях А-А и В-В соответственно;

- плотность циркулирующей жидкости;

g - ускорение свободного падения;

скорость течения жидкости в сечении А-А и В-В;

коэффициенты Кориолиса, которые учитывают неравномерность распределения скоростей в сечениях А-А и В-В соответственно;

потери напора на участках между выбранными сечениями.

Пренебрегаем очень небольшими на малой длине между сечениями А-А и В-В потерями напора (h_А-В = 0).

, если выбираем ось трубопровода за начало.

, так как жидкость внутри дифманометра почти неподвижна.

(для практических расчетов).

В итоге имеем:

(18)

Из рисунка видно разность давлений:

(19)

В результате уравнение (1) примет вид:

(20)

Имеем расчетную формулу для определения показания дифманометра:

Полученные результаты занесем в таблицу:

Вариант	Значение ∆h, м
13	0,048

4.3 Построение эпюр скоростей для сечения в месте установки скоростной трубки и т.д.

Анализируя схему циркуляционной установки можно сделать вывод, что расход жидкости постоянный в любом сечении трубопровода. Следовательно, режим течения жидкости зависит от диаметра трубопровода на рассматриваемом участке. Это, в свою очередь, говорит об идентичности режима течения на участках трубопровода с одинаковыми диаметрами. В месте установки скоростной трубки режим течения идентичен режиму течения на участке трубопровода всасывающей линии. Следовательно, мы имеем турбулентный режим течения, который происходит в зоне сопротивления шероховатых труб.

Формула для распределения скоростей в круглой трубе при турбулентном режиме в зоне шероховатых труб имеет следующий вид:

(21)

где U - местная скорость в данной точке сечения;

U٭ - динамическая скорость;

d1 -диаметр трубопровода;

y - расстояние от оси трубопровода;

∆ - эквивалентная шероховатость стенок труб;

(22)

где - средняя скорость течения жидкости;

λ - коэффициент гидравлического сопротивления;

(23)

где h - показание дифманометра (или дифпьезометра) скоростной трубки. Подставив (22) и (23) в (21) получим:

(24)

где показание дифманометра скоростной трубки.

Для построения эпюры скоростей зададим значения в интервале от 0 до =40.1мм с шагом 2 мм (чем меньше шаг, тем точнее эпюра). Вычислим для каждого значения местную скорость. Если количества полученных точек не достаточно для определения траектории кривой, то необходимо взять больше значений. По результатам составим таблицу и построим график.

Эпюра скоростей

4.4 Определение установившегося уровня жидкости в промежуточной ёмкости Н₁

Для определения установившегося уровня жидкости в промежуточной ёмкости Н₁ составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:

(25)

где расстояние от сечений А-А и В-В соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости (м);

р - давления в сечениях А-А и В-В соответственно (Па);

- плотность циркулирующей жидкости (кг/м³); 1 1

g - ускорение свободного падения (м/с²);

скорость течения жидкости в Н₁

сечении А-А и В-В соответственно (м/с);

коэффициенты Кориолиса, которые учитывают 2 2

неравномерность распределения скоростей в сечениях А-А и В-В соответственно. потери напора на участках между выбранными сечениями. Плоскость сравнения совместим с сечением 2-2, тогда . Предположим, что по трубопроводу течёт идеальная жидкость, что позволяет не учитывать потери напора . (для практических расчетов).Т. к. диаметр промежуточной ёмкости во многом больше диаметра насадки , значит

, т.к емкости открытые. Запишем уравнение Бернулли (1) с учётом всех утверждений:

(26)

Зная расход можно определить :

(27)

Подставляя (3) в (2) получим:

(28)

В действительности при прохождении жидкости в ёмкости через насадок возникают потери напора, учтём их с помощью коэффициента расхода , подставив его в формулу (28):

Вариант	Значение Н1, м
13	3,8

4.5 Определение разности показания манометров Р_м2 и Р_м3

Для сечений Р_м2 и Р_м3 уравнение Бернулли имеет вид:

(29)

где расстояние от сечений Р_м2 и Р_м3 соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости (м);

- давления в сечениях Р_м2 и Р_м3 соответственно (Па);

- плотность циркулирующей жидкости (кг/м³);

g - ускорение свободного падения (м/с²);

скорость течения жидкости в сечении Р_м2 и Р_м3 соответственно (м/с);

коэффициенты Кориолиса, которые учитывают неравномерность распределения скоростей в сечениях Р_м2 и Р_м3 соответственно.

потери напора на участках между выбранными сечениями.

Выберем ось трубопровода за начало отсчета, тогда , т.к трубопровод горизонтален. , (для практических расчетов).

Потери напора между выбранными сечениями определяются только потерями напора по длине трубопровода, т.к местных сопротивлений на данном участке нет. , т.к расход и площадь поперечного сечения одинаковы для сечений Р_м2 и Р_м3. В итоге формула (29) примет вид:

(30)

Потери напора по длине трубопровода определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:

(31)

Подставим (31) в (30):

(32)

Подставим в (32) значения параметров и получим конечный результат.

Результат заносим в таблицу.

Вариант	Значения рм2 -рм3, кПа
13	10,1

4.6 Определение суммарных потерь напора в местных сопротивлениях и их суммарную эквивалентную длину

Потери напора в местных сопротивлениях складываются из потерь на фланце, в угольниках, расходомера Вентури, на задвижках и выходе из трубы. Из справочника найдём значения коэффициента местных сопротивлений: .

Запишем формулу Вейсбаха для нагнетательной линии:

,

где количество местных сопротивлений на рассматриваемом участке. В нашем случае имеем (с учетом )

(33)

Потери напора в местных сопротивлениях можно выразить через эквивалентную длину, т.е. такую длину трубопровода, для которой

и

Суммарная эквивалентная длина определяется по формуле:

(34)

Подставим значения параметров и найдем необходимые величины.

Вариант	Значение hм сопр, м	Σ lэкв, м
13	0,855	28,91

4.7 Определение необходимого диаметра самотечного трубопровода dс, обеспечивающего установление заданного постоянного уровня в верхнем резервуаре Н3

Для определения dс используется графоаналитический способ решения с использованием ПК (программа Microsoft Excel). Задаемся интервалом dci от 1 мм до 200 мм с шагом 1 мм. И для каждого варианта рассчитываются потери напора, возникающие при прохождении жидкости по самотечному трубопроводу.

Потери напора определяются по формуле:

,

где lэкв - суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений самотечного трубопровода.

Вычислим поэтапно потери напора для d_c от 0 до 200 мм:

По результатам вычисления dс составим таблицу и построим график зависимости h=f (dc).

dc, мм	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
h, мм	879,69	27,50	3,62	0,86	0,28	0,11	0,05	0,03	0,01	0,01

График зависимости h=f (d_c)

Для определения необходимого значения диаметра трубопровода по полученному графику определяем dc для значения h=H2+H3=const, т.к уровень установившийся - это и есть потери напора при прохождении жидкости по самотечному трубопроводу: h=4,1+0,5= 4,6 м.

Имеем, что при h=4,6м значение диаметра примерно равно d_c=57 мм.

4.8 Определение минимальной толщины стальных стенок трубы d2,при которой не происходит ее разрыва в момент возникновения прямого гидравлического удара

Под гидравлическим ударом понимают резкое увеличение давления в трубопроводах при внезапной остановке движущейся в них жидкости. Гидравлический удар может иметь место, например, при быстром закрытии различных запорных приспособлений, устанавливаемых на трубопроводах (задвижка, кран), внезапной остановке насосов, перекачивающих жидкость и т.д. Особенно опасен гидравлический удар при длинных трубопроводах, в которых движутся значительные массы жидкости с большими скоростями. В этих случаях, если не принять соответствующих предупредительных мер, гидравлический удар может привести к повреждению мест соединений отдельных труб (стыки, фланцы, раструбы), разрыву стенок трубопровода, поломке насосов и т.д.

Характеристики

Список файлов курсовой работы