Определение высоты напорной башни для обеспечения работы системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казанский Государственный Технический Университет

Им А.Н.Туполева

Контрольная работа по гидравлике

Выполнил студент группы 1306

Шаяхметов Р.Р

Проверил Кусюмов А.С

Казань 2012

Определить высоту напорной башни для обеспечения работы системы, показанной на рисунке и имеющей следующие характеристики: расход воды при температуре , , , , , ; трубы новые стальные цельнотянутые - высота выступов шероховатости на внутренней поверхности ; установленная на выходе задвижка имеет открытие () . Построить пьезометрическую и напорную линии.

Площади сечения труб

,

.

Решение.

Запишем уравнение Бернулли в общем виде

.

Сечение I-I совместим со свободной поверхностью в резервуаре, а II-II - с выходным сечением трубопровода. За ось сравнения 0-0 выберем линию, совпадающую с осью трубопроводов. Тогда , , . Скоростным напором в первом сечении пренебрегаем ввиду его малости по сравнению с другими членами уравнения Бернулли. Конкретный вид уравнения Бернулли будет следующим:

.

Рассмотрим потери напора.

1. Потери на вход в трубу

,

где - скорость во второй трубе. Коэффициент потерь на вход в трубу возьмем из таблицы 6. . Средняя скорость во второй трубе:

.

Скоростной напор во второй трубе (при ):

.

Потери на вход равны .

2. Потери на трение по длине во второй трубе

.

Определим режим течения во второй трубе, для этого найдем значение числа Рейнольдса . Значение при температуре возьмем из табл. 1 . Тогда

.

Режим течения - турбулентный.

Из таблицы 3 находим, что для новых стальных цельнотянутых труб высота выступов эквивалентной равномерной зернистой шероховатости равна

.

Предположим, что труба гидравлически шероховатая и определим через коэффициент Шези C.

.

Коэффициент Шези вычислим по формуле Маннинга:

Из таблицы 5 находим, что для новых стальных труб . Тогда . Гидравлический радиус .

.

Тогда:

.

Для проверки действительного существования квадратичной области сопротивления вычислим числа Рейнольдса:

.

Так как 83043>33333, то область сопротивления выбрана правильно и значение верно.

.

3. Потери на внезапное сужение

; .

Значение коэффициента потерь на внезапное сужение возьмем из таблицы 7, применив линейную интерполяцию

,

Средняя скорость в третьей трубе

.

Скоростной напор во третьей трубе

.

Значение потери на внезапное сужение

маннинг коэффициент бернулли энергия

.

4. Потери на трение по длине в третьей трубе

.

Определим значение числа Рейнольдса в третьей трубе

.

Режим течения - турбулентный.

Из таблицы 3 находим, что для новых стальных цельнотянутых труб высота выступов эквивалентной равномерной зернистой шероховатости равна

.

Предположим, что труба гидравлически шероховатая и определим через коэффициент Шези C

б

Тогда:

.

Для проверки действительного существования квадратичной области сопротивления вычислим числа Рейнольдса: .

Так как Re=>Re_кв16667, то область сопротивления выбрана правильно и значение верно.

.

5. Потери на задвижке

Суммируем все потери:

Искомый напор будет равен

Построение линии полной удельной энергии

Для построения линии полной удельной энергии нужно из напора H вычесть сумму потерь до рассматриваемого сечения. В качестве расчетных выберем шесть сечений, для которых определим значения полной удельной энергии E:

Значение удельной энергии равно т.е. равно кинетической энергии на выходе.

Построение пьезометрической линии(линии удельной
потенциальной энергии)

Для построения линии удельной потенциальной энергии нужно из полученных значений полной удельной энергии в сечениях вычесть соответствующие скоростные напоры.

Скоростные напоры:

.

Коэффициент кинетической энергии (коэффициент Кориолиса) в расчетах принимаем равным .

В сечении перед входом в трубопровод

.

В последующих сечениях:

;

;

;;

;

.

На выходе из трубопровода давление (избыточное) равно нулю, и конец пьезометрической линии совпадает с центром выходного сечения.

Размещено на Allbest.ru