1-16 (809193), страница 12

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

Текст из файла (страница 12)

В результате малого открытия происходит отрыв потока от сегментов задвижки и стенок собразованием водоворотной области.Значения коэффициентов местных сопротивлений данных устройств определяются опытнымпутём, либо для стандартных устройств по таблицам и графикам.Взаимное влияние местных сопротивлений.При определении потерь напора в трубопроводе при движении потока жидкости используетсяпринцип наложения потерь (т.е. потери напора по длине не зависят от друг от друга, и все их можноскладывать).Однако, используя принцип наложения потерь, следует учитывать влияние местныхсопротивлений в случае, когда они находятся на достаточно близком расстоянии друг от друга.Выравнивание поля скоростей за местным сопротивлением происходит на некотором расстоянии,зависящем от вихреобразования.

Наибольшие расстояния между сопротивлениями д.б. при наличиирегулирующих устройств и затворов (вентили, задвижки, краны).На практике расстояние между местными сопротивлениями принято принимать:- при большой деформации потока - l ≈ (15…20)∙d;- при малой деформации потока - l ≈ (3…8)∙d;Потребный напор Н для обеспечения расхода жидкости в трубопроводе складывается из потерьнапора по длине и местных потерь напора.Экспериментальное измерение расхода.В лабораторной практике используют ряд устройств, в которых существует сжатие потока, дляизмерения расхода жидкости и газов (диафрагма, сопло, труба Вентури).ДиафрагмаСоплоТруба ВентуриО величине расхода судят по изменению перепада давления до и после сужения.

В трубе Вентуриэтот перепад давлений (ΔΗ) измеряется парой пьезометров и связан с расходом:Q  F 0 2 g  H ,гдеμ – безразмерный коэффициент расхода расходомера.Очень часто вместо пары пьезометров для измерения перепада давления в расходомереприменяют дифференциальный U-образным ртутный манометр. Учитывая, что над ртутью в трубкахнаходится та же жидкость с удельным весом γ , можно записать:γ рт - γρ рт g - ρgρ рт - ρΔH = Δh= Δh= Δh.γρgρКоэффициент расхода μ в свою очередь зависит от:Коэффициент расхода расходомераконкретного расходомера.F d  f  Re, ,  .F0  μ чаще определяется опытным путём либо он подобран дляЕсли увеличивается расход, то увеличивается и скоростной напорабсолютной величине (растёт вакуум – отрицательное избыточное давление).Минимальное падение давления в данном случае будет - р ≈ рнп . 022g, а давление падает по3Яроц ВВРасхомеры в жилых домах.

В корпус расходомера встроена осевая турбинка. Поток воды, проходящийпо трубопроводу, куда встроен расходомер, передаёт кинетическую энергию рабочему колесу турбинки.В результате передачи энергии колесо вращается с определённой угловой скоростью. Частота вращениявала колеса турбинки соответствует расходу жидкости в трубопроводе. Вращение турбинного колесачерез червячную передачу, находящуюся в корпусе, передаётся счётному устройству. Счётноеустройство, располагаемое снаружи корпуса, фиксирует расход за интервал времени.Расходомеры такого типа предназначены для измерения расхода чистой воды.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ.Расчёт простого трубопровода (ПТ).Простым трубопроводом называется трубопровод без промежуточных ответвлений, покоторому жидкость подаётся от источника гидравлической энергии к приёмному устройству.ПТ может иметь постоянный диаметр по всей длине или же может включать в себя рядпоследовательно соединённых участков различного диаметра.При расчёте ПТ исходными соотношениями являются:1) Уравнение баланса напоров (уравнение Бернулли).2) Уравнение неразрывности (уравнение постоянства расхода).Гидравлические потери напора в простых трубопроводах определяются:Q 4Ql 2hп    , где  .F d 2d 2gПодставив выражение для υ в формулу потерь, получим:hп Обозначим:16  ll Q 2  0,0827   5 Q 2 .25 2 gddd5= k , где k – модуль расхода, тогда получим:0 ,0827 λlhп  2  Q 2 , и отсюда следует, что Q  k i ,khпd- гидравлический уклон.В свою очередь: k  f  d , Re,  .llЕсли обозначим: 0,0827   5  a , где а – гидравл.

сопрот. трубопровода, то:dгдеihп  a  Q 2 .При расчёте длинных трубопроводов, в которых определяющими является потери на трениецелесообразно заменить все местные сопротивления эквивалентными длинами:lэкв υ 2υ2hпм  hптр , следовательно, ζ=λ. Отсюда имеем:2gd 2glэкв = dζλ- Метод эквивалентных длин.Яроц ВВ4Методика расчёта простого трубопровода.Наиболее распространены две схемы расчёта:а) Простой трубопровод соединяет два резервуара.В этом случае расчётное уравнение Бернулли имеет вид:H   hп .б) Истечение жидкости через трубопровод в атмосферу:H  ii22g  hп .Типовые случаи.а-I) Трубопровод состоит из нескольких последовательно соединённых участков равногодиаметра, d = const, и имеет два местных сопротивления (два вентиля).Определить расход Q.Решение:1) Заменяем все местные сопротивления эквивалентными трубопроводами:l1экв = dζ2ζ1; l2 экв = d.λλ2) Находим полную расчётную длину трубопровода (или приведённую длину трубопровода):Lп  li   l эквi.Lп.d524) Записываем уравнение Бернулли для сечений (1-1) и (2-2): H   hп  a  Q .3) Определяем гидравлическое сопротивление трубопровода: a  0,0827  H.aа-II).

Трубопровод состоит из нескольких последовательно соединённых участковразличного диаметра и имеет ещё одно местное сопротивление (вентиль).Определить расход Q.5) Определяем искомую величину расхода: Q Яроц ВВ5Решение:1) Заменяем местные сопротивления эквивалентными длинами:гдеlэквi = d iζi,λidi – диаметр участка, где стоит местное сопротивление.Если местное сопротивление стоит на границе двух участков, коэффициент ζ д.б.

отнесён ккакой-либо скорости.Если коэффициент ζ отнесён к скорости за местом местного сопротивления, значит и d, и λберут за местом местного сопротивления (а если до него, то наоборот):22 2υ2а) hп = ζ вр1 1 , =>  вр1  1  F1   1   d1   ,2g  d2   F2 тогда lэкв 1 = d1б) hп = ζ вр 2тогда l экв 1 = d 2ζ вр 2λ2υ222gζ вр 1λ1;, =>  вр 22 d F2 1    2  d1 F12  12,(это таже эквивалентная длина, выраженная через параметры после мест. сопр.).2) Находим полную расчётную длину участков:Li  li   l эквi .3) Определяем гидравлическое сопротивление участков: ai  0,0827  iLi.d i54) Записываем ур-ние Бернулли для сечений (1-1) и (2-2): H   hп   ai  Q 2 .5) Определяем искомую величину расхода: Q H. aiб) Истечение жидкости через трубопровод в атмосферу. Определить расход Q.Решение:Уравнение Бернулли для сечений (1-1) и (2-2) имеет вид (при турбулентном течении):22H н  hп .2g2gQQ4 Q216  Q 21 0,0827 4 2 Q 2 ..Тогда22 4 2Fc F  d 2g  d   2gd Подставив в уравнение Бернулли, получаем:Но так как:  H = 0 ,08271LQ 2 ( 1 + ζ н ) + 0 ,0827 λ п5 Q 2 .d εd4 2Отсюда находим расход Q.Яроц ВВ1Лекция № 14.Работа сифонного трубопровода.Сифон (от греч.

слова siphon – трубка, насос) –изогнутая трубка с коленами разной длины, покоторой переливается жидкость из резервуара сболее высоким уровнем в резервуар с болеенизким уровнем жидкости.Характерным для сифона является то, что в нёмимеет место вакуум (для заполнения трубопроводажидкостью и создания вакуумметрического давления вверхней части сифона применяются вакуумные насосы).Наибольшая величина вакуума будет внаиболее высоко расположенном сечении, т.е. всечении (С-С).Гидравлический расчёт сифонных трубопроводов принципиально не отличается от расчёта обычныхтрубопроводов.Для определения вакуума в сечении (С-С) записываем уравнение Бернулли для сечений (1-1) и (С-С):CpвС  20  h  hпC ,илиg 2 g 1гдеCpвС2 h  hпCg2g1(1)h – высота сечения (С-С) над начальным пьезометрическим уровнем в баке-питателе;υ – скорость в сечении (С-С);C∑hпC - сумма потерь напора на участке трубопровода (1-1) - (С-С) ;1Из уравнения (1) видно, что вакуумметрическая высота зависит от высоты h (чем больше h, тембольше вакуумметрическая высота).Однако, при больших значенияхpвСструя в сифоне может разорваться, и сифон перестанетρgработать.Для обеспечения нормальной (безкавитационной) работы трубопровода должно выполнятьсяусловие:pвC < pатм – pнп ,гдернп – давление насыщенных паров жидкости при данной температуре;ратм – атмосферное давление.Как известно, давление рнп увеличивается с повышением температуры жидкости.

В таблицеpнпприведены значенияв метрах водяного столба в зависимости от температуры.ρgt, ºC102030405060708090100pнп,мρg0,120,240,430,751,252,003,174,827,1410,3Для уменьшения разрежения в сечении (С-С)целесообразным является увеличениесопротивления в нисходящей ветви сифона (например, установка задвижки, вентиля). Однако,необходимо учитывать, что это вызовет снижение расхода.Яроц ВВ2Возможные варианты расчёта простого трубопровода.Параметры№ ВариантаIIIIIIHQd, l, ∆, ν?ххх?хххd=? xВариант I. Дано: расход жидкости Q, её свойства (т.е.

кинематич. вязкость ν), размерытрубопровода l, d и абсолютная шероховатость его стенок ∆.Найти требуемый напор H.Порядок решения следующий:1) По известным Q, d, ν находим число Рейнольдса:Re  d 4Qdи определяем режимдвижения жидкости.- если режим течения ламинарный, то тогда напор равен - H где32  Lп  128  Lп Q ,gd 2gd 4Lп  li   l эквi - приведённая длина трубопровода;- если турбулентный режим, то напор определяется по формулам:2 lQ2 lа) для короткого трубопровода - H 1        0,0827 4 1       ;2g ddd Lп  2L 0,0827 п5 Q 2 ,б) для длинного трубопровода - H  d 2gdLп  li  l эквi - приведённая длина трубопровода;гдеВ этих формулах по известным Re, d и Δ выбираются соответствующие - λ и ζ.Вариант II.

Характеристики

Список файлов лекций