Истечение при переменном напоре

Рассматривается перетекание воды через отверстие (насадок) в перегородки секционного резервуара. Требуется определить конечную глубину и время выравнивания уровней.

Решение задачи на перетекание воды из левой части резервуара в правую выполняется в два этапа. Первый этап (истечение в атмосферу) завершается подъемом воды правой части до оси отверстия, второй этап (истечение под переменный уровень) - выравниванием уравнений. Время изменения напора от Н₁ до Н₂ определяется по известным формулам /1/. Глубина воды после выравнивания уравнений может быть найдена из условия равенства объемов воды в начальный и конечный моменты времени.

1.4 Тема: “Гидравлический расчет длинных трубопроводов”

Рассматривается расчет водораспределительного трубопровода (включает параллельное и последовательное соединение труб) с питанием от напорного резервуара. По исходным данным следует определить расчетные расходы и потери напора на участках, отметку воды в резервуаре.

Рекомендуется такая последовательность решения:

1) по заданным расходам в узловых точках и удельному путевому расходу определяют расчетные расходы на участках.

Для последовательно соединенных труб в расчетный расход включают узловой расход в конечной точке участка и расход, который идет на питание последующих участков. При наличии на участке путевого расхода Q_пуд он также включается в расчетный расход в количестве 0, 5Q_пуд

Аналогично находится суммарный расход SQ для параллельного соединения. По SQ следует определить расходы в параллельных ветвях. Расчет выполняется с учетом равенства потерь напора в параллельных ветвях.

Ход решения:

- записывают выражение для расходов в параллельных ветвях Q₁, Q₂,....Q_п.

Для длинных водопроводных труб можно использовать зависимость Q=KÖ i=KÖ hl (здесь К - расходная характеристика; i - гидравлический уклон; h - потери напора);

- из уравнения SQ = Q₁+Q₂+....+Q_п определяют потери напора в параллельном соединении Sh;

- по найденным потерям напора вычисляют расходы в параллельных ветвях.

2) По расчетным расходам с учетом рекомендуемых скоростей движения воды (u_рек= 0, 7-1, 5 м/с) из уравнения расхода определяют расчетные диаметры труб.

3) определяют потери напора на участках последовательного соединения.

4) вычисляют напоры в узловых точках:

Н_i=Н_к +Sh_i-к (10)

где Н_i, Нп - напоры в i -ой и конечной точках,

Sh_i-к - потери напора на участке i-к.

В длинных трубопроводах можно пренебречь скоростным напором и найти полный напор в конечной точке по формуле Н_к= z_к+Н_пк (здесь z_к; Н_пк - соответственно геометрический и пьезометрический напоры).

1.5 Тема: “Гидравлический удар в трубопроводах”

Рассматривается движение жидкости в простом трубопроводе при закрытии запорного органа. По исходным данным требуется определить вид гидравлического удара, максимальное повышение давления и напряжение в стенках трубы.

Ход расчета:

- по литературным данным /1, 3, 5/ определяются значения модулей упругости жидкости и материала стенок трубы и вычисляется скорость распространения ударной волны;

- определяется фаза гидравлического удара и его вид (прямой, непрямой);

- по соответствующей формуле определяется повышение давления в трубопроводе при гидроударе и напряжение в стенке трубы.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. - М.: КолосС, 2005. - 655 с.

2. Чугаев Р.Р. Гидравлика. - Л.: Энергоиздат, 1982.

3. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. В 2-х кн. - М.: Энергоатомизда. 1991. – 351; 367с.

4. Альтшуль А.Д. и др. Примеры расчетов по гидравлике. - М.: Стройиздат, 1976.

5. Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. - М.: Энергия, 1974. – 312 с.