![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Указания к решению задач.
Задачи на истечение через отверстия, насадки, сопла можно решать, как правило, без записи уравнения Бернулли, используя основное выражение (2.4.2). Расчетный напор истечения в общем случае состоит из суммы геометрического и пьезометрического напора: Н = Z + (P/rg). Движение жидкости при опорожнении резервуаров (переменный напор) в каждый данный момент времени рассматривается как установившееся. Коэффициент расхода m однозначно определяется коэффициентами сжатия e и скорости j (сопротивления z). Истечение через сужающие устройства в трубопроводах происходит в ту же среду, т.е. представляет собой истечение через затопленное отверстие.
ПРИМЕРЫ. Пример 2.4.1. Определить коэффициент сопротивления многоступенчатой диафрагмы, отнесенный к скорости в трубке диаметром d = 10 мм. Каждая ступень представляет собой отверстие dO = 2 мм в стенке толщиной 1 мм. Коэффициент расхода отверстия m = 0, 62. Считать, что взаимное влияние отверстий отсутствует, а полные потери между ступенями распределяются поровну. Определить полную потерю давления при скорости в трубке u = 1 м/с, плотность жидкости r = 850 кг/м3. Решение. Потери давления DР в одной ступени можно выразить из основного соотношения (2.4.2): Расход через каждое отверстие равен расходу в трубке: Q = wu = Находим потери давления в 5 ступенях: Так как истечение происходит через тонкую стенку (dO > d), то сопротивление обусловлено только местными сопротивлениями. Коэффициент сопротивления диафрагмы находим из формулы Вейсбаха для определения потерь давления в местных сопротивлениях (см. тему 3):
Решение. По выражению (2.4.11) дальность боя и высота падения струи связаны соотношением:
Из основного выражения (2.4.2) определяем коэффициент расхода: Из соотношения ej = m определяем коэффициент сжатия: Коэффициент сопротивления без учета сопротивления воздуха находим из выражения (2.4.1) для определения коэффициента скорости
Пример 2.4.3. Струя воды (r = 1000 кг/м3), вытекая из полости с давлением 11, 8 ат в атмосферу через круглое отверстие диаметром d = 0, 15 м c острыми кромками, ударяется о вертикальную пластину, Определить нормальную составляющую силы давления на пластину.
Сила воздействия струи в направлении оси определяется по (2.4.20). Для вертикальной плоской пластины Принимая коэффициент расхода равным 0, 62, по формуле (2.4.2) находим расход воды через отверстие:
Находим скорость струи: u = Q/w = 4Q/pd2 = 4 . 0, 53 / 3, 14 . 0, 152 = 30 м/с Находим силовое воздействие на пластину РДА = 1000 . 0, 53 . 30 . 1= 15900 Н =15, 9 кН Тема 2.5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ.
Напорные трубопроводы - отдельные или соединенные между собой трубы, по которым под принудительным давлением транспортируются жидкости или газы. Трубопроводы различают: 1. По соотношению потерь напора: - короткие – местные потери напора составляют более 10% от потерь напора по длине, hM > 0, 1 hl - длинные – местные потери менее 10% от линейных, hM < 0, 1 hl; 2. По гидравлической схеме: - простые – без ответвлений и без раздачи расхода по пути движения; - сложные – состоящие из магистрали и ответвлений, через которые происходит раздача. 3. По надежности работы: - тупиковые(разомкнутые) – жидкость поступает в узел только по одному направлению; - кольцевые(замкнутые) - жидкость поступает в узел по двум или более направлениям. Экономическая скорость, uэ. – скорость движения жидкости в трубопроводе, обеспечивающая минимальные приведенные затраты, т.е. оптимальное соотношение эксплуатационных и капитальных затрат. Значение uэ зависит от назначения трубопроводных систем. Экономически выгодный диаметр, dэ – диаметр трубопровода, соответствующий экономической скорости. При расчете напорных трубопроводов для определения потерь напора по длине используются 3 метода: 1. По гидравлическому уклону i: Гидравлический уклон i определяется по формулам темы 3 данного раздела. 2. По удельному сопротивлению трубопровода А (сопротивление 1м данного трубопровода): для турбулентного режима:
для ламинарного режима:
Для практического использования значения А рассчитаны для старых и новых труб из различных материалов (приводятся в таблицах). Методы 1, 2 применяются для расчета напорных труб круглого сечения. Универсальный метод расчета для напорного и безнапорного движения любой геометрической формы сечения потока: 3. По модулю расхода К: Расходная характеристика К выражает пропускную способность (расход) по трубе из данного материала при гидравлическом уклоне, равном 1. Для стандартных диаметров составлены таблицы.
где R – гидравлический радиус; С, м0, 5/с - коэффициент Шези
Показатель степени (y) можно принять приближенно: При R< 1 y = 1, 5 n0, 5; при R > 1 y = 1, 3 n0, 5. Для не старых стальных труб можно принять у = 1/6. n – коэффициент шероховатости труб (справочные данные). При отсутствии данных коэффициент n можно определить из приближенной зависимости кЭ = (80n)6; Скорость движения жидкости определяется по формуле Шези
Для турбулентного режима величина К может быть принята по таблицам. При ламинарном режиме расходная характеристика определяется по формуле
где А – коэффициент в формуле (3.5).
|