1. Определить потери на трение при течении глицерина по трубе длиной l=100м и диаметром d=0,1м, с расходом Q=10л/с, кинематическая вязкость для глицерина v=9Ст.
2. Определить потери напора Н на участке трубопровода длиной l=100м, диаметром d=0,1м с шероховатостью е=0,2мм при расходе воды Q=10л/с.
3. Определить расход нефти, если потери напора на участке трубопровода длиной l=100м и диаметром d=0,1 составляют Н=5м, движение происходит при ламинарном режиме, кинематическая вязкость нефти v=1,3∙10-4м2/с.
4. Найти потери напора на участке трубопровода постоянного сечения при течении жидкости плотностью ρ=900кг/м3, избыточное давление в начале трубопровода РИЗБ=54Кпа, давление в конце трубопровода равно атмосферному, конечная точка находится выше начальной на 12м.
5. Определить диаметр d трубопровода длиной l=1000м по которому течет в ламинарном режиме индустриальное масло с параметрами μ=0,04П, ρ=800кг/м3 со скоростью v=1м/с, перепад давления составляет ΔР=80Кпа.
6. Вычислить гидравлический уклон I на участке трубопровода, диаметром d=0,1м, расход жидкости Q=10л/с, шероховатость стенок трубы е=0,1мм.
Местные сопротивления.
При движении реальной жидкости помимо потерь на трение по длине возникают местные потери, которые обусловлены наличием местных сопротивлений, коротких участков трубы, на которых происходит изменение скорости, как по назначению, так и по направлению. Местные потери могут быть найдены по формуле
, (8.1)
где 
- безразмерный коэффициент местного сопротивления,
V - средняя скорость движения жидкости в сечении за местным сопротивлением.
Коэффициент местного сопротивления 
зависит от формы сопротивления, шероховатости его стенок, стесненности потока, условий входа и выхода, также при малых значениях Re<105 от числа Рейнольдса.
Для случая внезапного расширения коэффициент местных потерь определяется следующим образом
, (8.2)
где F 1 – площадь поперечного сечения потока в узком месте,
F 2 - площадь поперечного сечения потока после расширения.
При больших числах Рейнольдса в случае внезапного расширения местные потери могут быть определены по формуле
, (8.3)
где V 1 – cредняя скорость потока в узком сечении,
V 2 – cредняя скорость потока в широком сечении.
При постепенном расширении в диффузоре коэффициент местного сопротивления определяется
, (8.4)
где 
- безразмерный коэффициент потерь, выражающий потери в диффузоре.
При внезапном сужении
, (8.5)
где F1, F2 – площади широкого и узкого сечений.
Для случая выхода из трубы в резервуар под уровень коэффициент 
. В случае острой входной кромки при больших числах Рейнольдса значение коэффициента сопротивления входа в трубу 
.
В некоторых случаях удобно определять местные потери по эквивалентной длине, такой длине прямого участка трубопровода, на котором потери на трение равны местным потерям. Эквивалентная длина l э находится из равенства
(8.6)
где h – потери напора на трение,
λ - коэффициент гидравлического трения,
d - диаметр трубопровода,
V – средняя скорость движения жидкости,
ζ - коэффициент местного сопротивления.
При последовательном расположении в трубопроводе различных местных сопротивлений общая потеря напора определяется как сумма потерь в отдельных сопротивлениях
. (8.7)
Системы задач на тему: “Местные сопротивления”
1. 2.
Дано: Н=3м, d=100мм Дано: Н=1,5м , d= 60мм, x=5
Найти: Q РМ =175кПа, РВ =15кПа
Найти: Q
3. 4.
Дано: H =3м, d1 =120мм, Дано: Н = 2м , d =120мм, x=5
d2 = 50мм РМ =120кПа, РВ =15кПа
Найти: Q Найти: Q
Расчет трубопроводов.
Трубопроводы бывают простые, состоящие из последовательно соединенных труб разного диаметра, и сложные, имеющие разветвленные участки.
Основной задачей при расчете трубопроводов является определение связей между потерей напора, расходом и геометрическими параметрами (длина, диаметр трубы, шероховатость, наличие местных сопротивлений).при этом конкретная постановка задачи может быть различной: определение потерь напора во всем трубопроводе и его ветвях при заданных расходах и геометрии; определение размеров трубы по известному располагаемому напору и расходу жидкости и т.д. Эти задачи решают на основе уравнения Бернулли, которое записывается для двух сечений жидкости.
Уравнение Бернулли имеет вид
, (9.1)
где z1, z2 – геометрический напор, соответственно в первом и втором сечении трубопровода,
Р1 и Р2 – давления в первом и втором сечениях жидкости,
- коэффициент Кориолиса,
V 1 и V 2 – средние скорости в первом и во втором сечениях,
hп – потери напора.
Потери напора могут быть по длине и потери на местных сопротивлениях, и они определяются по формулам
и 
, (9.2)
где hЛ - линейные потери,
hМП - местные потери.
При решении задач можно использовать дополнительно уравнение неразрывности потока
, (9.3)
где F – площадь сечений,
Q – расход
Рис.9.1
При расчете трубопроводов часто оказывается удобным графическое решение задачи, основанное на использовании гидравлической характеристики трубопровода, которая представляет собой графическую зависимость потерь напора от расхода. По оси абсцисс откладывается расход жидкости Q, а по оси ординат располагаемый напор Н. Участок ОА соответствует ламинарному режиму и представляет собой прямой участок. Участок АВ соответствует переходному режиму, участок ВС – турбулентному режиму.
При последовательном и параллельном соединении трубопроводов сначала необходимо построить отдельные гидравлические характеристики участков, а затем общая гидравлическая характеристика получается суммированием отдельных характеристик соответственно при последовательном по вертикальной и при параллельном по горизонтальной осям.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 328.
