Расчёт простого трубопровода

Задание

Определить расход при данных геометрических характеристиках (рисунок 1). В первом приближении считать, что режим течения соответствует квадратичной зоне с эквивалентной относительной зернистой шероховатостью К = 0,5 мм. Построить напорную и пьезометрическую линии.

Исходные данные

[pic 1]

Рисунок 1

1 РАСЧЕТ ПРОСТОГО ТРУБОПРОВОДА

При решении задачи для начала необходимо:

• выбирать плоскость сравнения;
• выбирать два сечения потока;
• выбирать значение величин входящих в уравнение Бернулли.

Плоскость сравнения выбираем через центр выходного отверстия.

Выбираем два сечения I - I и II - II.

Сечение выбирается так, чтобы в одном из них находилась искомые величины, а в другом было бы известно максимальное количество известных.

Этими сечениями являются:

I- I  по поверхности воды в баке;

II-II - на выходе из трубопровода (рисунок 2).

[pic 2]

Рисунок 2 - Схема простого трубопровода с сечениями I - I и II - II и плоскостью сравнения 0-0.

Плоскость сравнения 0 — 0 (рисунок 2) проводится через наиболее низкую точку потока.

Расчет простого трубопровода основан на:

– уравнении Бернулли для потока вязкой жидкости:

[pic 3]

[pic 4] коэффициент кориолиса, который показывает неравномерность распределения энергии движущейся жидкости по поперечному сечению;

[pic 5]  – скоростная высота;

[pic 6] – пьезометрическая высота;

z –  высота положения центра выбранного сечения над плоскостью 0-0;

 Δh –потери напора при движении вязкой жидкости.

– уравнения неразрывности в гидравлической форме:

[pic 7]

[pic 8]

Составим таблицу для составления уравнения Бернулли для решения данной задачи.

Пологая, что режим течения турбулентный, т. е. [pic 9]. Учитывая, что большие размеры резервуара и считая скорость изменения уровня свободной поверхности равной нулю [pic 10], [pic 11] а также [pic 12] [pic 13] и [pic 14]можно записать:

Тогда уравнение Бернулли запишется в виде:

[pic 19]

Обозначим

[pic 20] м

[pic 21]

Расчет первого приближения.

[pic 22]

[pic 23] - потери на 1-ом участке;

[pic 24] потери напора по длине 1-ом участке;