Средние значения из разных материалов
Т а б л и ц а П1
Материал и вид труб | Состояние труб | ![]() |
Тянутые из стекла и цветных металлов | Новые, технически гладкие | 0,005 |
Стальные сварные | Новые Умеренно заржавевшие | 0,06 0,50 |
Стальные бесшовные | Новые После нескольких лет эксплуатации | 0,03 0,20 |
Оцинкованные железные | Новые После нескольких лет эксплуатации | 0,15 0,50 |
Чугунные | Новые асфальтированные Новые без покрытия | 0,12 0,30 |
Рукава и шланги резиновые | 0,03 |
Для армированных шлангов всасывающего и напорного типа по опытным данным имеем при ; для
=50 мм;
0,082 и для
=75 мм
0,064.
Значение z для всасывающих клапанов с сеткой
Т а б л и ц а П2
d, мм | |||||
![]() | 8,5 | 7,0 | 6,0 | 5,2 |
Значение z для обратного клапана
Т а б л и ц а П3
d, мм | ||||
![]() ![]() | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,9 |
Для заданного поворота (отвода) на 900 при можно пользоваться формулой
.
4. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ
ОПОРОЖНЕНИЯ ЦИСТЕРНЫ
![]() |
При аналитическом расчете времени опорожнения цистерны используется формула
(1)
где - объем цистерны;
- коэффициент, учитывающий уменьшение слива по сравнению со случаем слива из донного отверстия цистерны при
и постоянном коэффициенте расхода (рис.2).
,
где - приведенный коэффициент расхода;
- удельный вес жидкости, Н/м3; g - 9,81 м/с2 - ускорение силы тяжести.
Коэффициент рассчитывается по формуле
, (2)
где ,
,
- площади поперечного сечения шлангопровода, магистрального и подающего трубопроводов;
,
,
- коэффициенты трения соответствующих трубопроводов;
,
,
- суммарные коэффициенты потерь.
Коэффициенты трения определяются по формуле Шифринсона
, (3)
где - абсолютная эквивалентная шероховатость (указана в индивидуальном задании).
Коэффициенты зависят от числа и вида местных сопротивлений в трубопроводе. Они определяются по формулам
, (4)
П Р И Л О Ж Е Н И Я
Приложение 1
Самарский государственный технический университет
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
К а ф е д р а «Теоретические основы теплотехники и гидромеханика»
КУРСОВАЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
ПО ГИДРОГАЗОДИНАМИКЕ
Студент _____________курса
Группы
|
|
Г.
Самара 200 г.
Р и с. 5. Эпюра гидростатического давления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Повх И.Л. Техническая гидродинамика. Л.: Машиностроение, 1976. 502 с.
2. Френкель Н.З. Гидравлика. М.: Госэнергоиздат, 1956. 456 с.
3. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982. 423 с.
4. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1975. 327 с.
5. Альтшуль А.Д. Примеры расчетов по гидравлике. М.: Стройиздат, 1977. 255 с.
, (5)
, (6)
где - коэффициенты сопротивлений соответственно для всасывающего клапана, поворота, внезапного расширения, задвижки, обратного клапана, фильтра, тройника.
Найдем расход первого приближения
. (7)
При определении расхода второго приближения коэффициенты трения ,
,
находятся по формуле Альтшуля
, (8)
где - число Рейнольдса для соответствующих трубопроводов; определяется по формуле
(9)
- кинематическая вязкость;
- соответственно динамическая вязкость и плотность жидкости (заданы в индивидуальных заданиях).
После нахождения коэффициентов трения по формуле (8) и пересчета по формуле (2), по формуле (7) определяется расход второго приближения
. Расхождение между расходами первого и второго приближений не должно превышать 3%, в противном случае необходимо рассчитать третье приближение. Установив окончательное значение расхода по формуле (1), уточним время истечения из сливной цистерны.
5. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ
ОПОРОЖНЕНИЯ ЦИСТЕРНЫ
В основу этого метода положен метод графоаналитического расчета трубопроводов. Для определения времени опорожнения сливной цистерны необходимо построить две характеристики: результирующую характеристику трубопроводов (2+2+ш+1) и характеристику сливной цистерны (рис.3).
Характеристика сливной цистерны представляет собой зависимость объема жидкости в резервуаре от высоты уровня
.
Р и с. 3. Графоаналитический метод расчета времени опорожнения
цистерны.
1- характеристика магистрального трубопровода; 2- характеристика подающего трубопровода; Ш- характеристика шлангопровода; W(Z) - характеристика сливной цистерны; (2+2+Ш+1) - результирующая характеристика трубопроводов.
Для построения этой характеристики необходимо для некоторых высот (в пределе ) определить соответствующие объемы жидкости в цистерне. Высоты
и соответствующие объемы заполнения
определяются по формулам
,
,
где =3,14,
=00, 300, 600, 900, 1200, 1800, 2700, 3600.
Полученные результаты для и
в зависимости от угла
привести в таблице.
Для построения результирующей характеристики трубопроводов (2+2+ш+1) вначале строятся характеристики отдельных трубопроводов, т.е. характеристики шлангопровода ш, магистрального трубопровода 1 и одного из подающих трубопроводов 2.
Для всех этих трубопроводов необходимо найти напоры Н в зависимости от расхода . Для этого необходимо задаться шестью значениями расходов
,
. Шестое значение должно быть максимально и совпадать со значением расхода, полученным во втором приближении
.
Р и с. 4. Построение пьезометрической линии.
1- линия полного напора; 2- пьезометрическая линия
Последняя точка должна получиться на уровне при
. Затем строится пьезометрическая кривая. На каждом участке трубопровода от напорной линии откладываются вниз величины соответствующих скоростных напоров
и соединяются. Получается пьезометрическая линия.
7. ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮРЫ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
Гидростатическое давление определяется по формуле
где меняется от
до
.
Гидростатическое давление в отдельных точках изображается отрезками прямых, нормальных к стенке в соответствующих точках (рис.5).
Для каждого из этих расходов для соответствующих трубопроводов определяются напоры Н по следующим формулам:
;
;
,
где коэффициенты трения ,
,
определяются по формуле (8). Значения чисел Рейнольдса в формуле (8) находятся по формулам (9), где вместо
принимаются значения заданных расходов
.
Полученные значения для напоров Н в зависимости от расходов для каждого трубопровода свести в таблицу.
После построения характеристик трубопроводов 1, ш, 2 строится характеристика 2+2. Так как в двух подающих трубопроводах при одном и том же напоре расход в два раза больше, чем в одном (параллельное соединение трубопроводов), то построение характеристики осуществляется путем удвоения расхода при каком-то фиксированном напоре. Построив таким путем несколько точек, проводим по ним кривую 2+2.
Суммарная характеристика 2+2+ш+1 строится путем сложения напоров при каком-то фиксированном расходе, так как рассматриваемые трубопроводы соединены последовательно. Для графического определения времени опорожнения сливной цистерны разделим ось объемов в пределах заданного объема на
равных частей и проведем через точки деления вертикали до пересечения с характеристикой сливной цистерны
. Из точек пересечения проводим горизонтали до пересечения их с суммарной характеристикой трубопровода (2+2+ш+1). Из точек пересечения проводятся вертикали, и на оси расходов получаем значения
, которые используются для определения времени слива по формуле
,
где =5.
6. ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОЙ ЛИНИИ
При построении пьезометрической линии пьезометрические высоты нужно откладывать от оси трубопроводов. Удобно развернуть все трубопроводы в одну горизонтальную линию с условным обозначением всех местных сопротивлений. Максимальный напор определяется по формуле
.
Общая длина трубопровода.
.
и
откладываются в масштабе соответственно по вертикальной и горизонтальной осям. На горизонтальную ось наносятся точки, где имеются местные сопротивления. Затем вычисляются потери напора. Линейные потери напора (на трение по длине) определяются по формуле Дарси-Вейсбаха
,
где для
-го участка трубопровода. Местные потери напора вычисляются по формуле
.
Сначала строится напорная линия (рис.4) по длине шлангопровода. Отложим от при
вниз отрезок, равный величине потерь на трение шлангопровода
при
(точка с). Соединим эту точку с
при
(точка а). Вследствие постоянства диаметра гидравлический уклон (потеря напора на единицу длины) по всей длине шлангопровода постоянен. Затем при
откладываем
вниз величину потерь напора всасывающего клапана
. Из этой точки проводим линию, параллельную а-с до
. Откладываем вниз отрезок, равный
, и опять проводим линию параллельную а-с, до
, откладываем вниз отрезок, равный
(точка б). От этой величины вычитаем величину потерь на трение по длине магистрального трубопровода
и отмечаем точку
при
. Соединяем точки
и
. Затем аналогично строим напорную линию на участке от
до
(параллельно
-
). Затем строим напорную линию от
до
на участке подающего трубопровода.
Министерство образования Российской Федерации
![]() |
Самарский государственный
Технический университет
![]() |