Создан заказ №2134007
26 мая 2017
м/с II Определить диаметр трубопровода обеспечивающий расход жидкости рассчитанный в пункте I
Как заказчик описал требования к работе:
Срочно решить контрольную работу по гидравлике из 6 задач в двух вариантах. Все решения нужно подробно расписать.
Фрагмент выполненной работы:
м/с.
II. Определить диаметр трубопровода, обеспечивающий расход жидкости, рассчитанный в пункте I. Общую длину трубопровода принять равной его суммарной длине по пункту I. Расчет производить задаваясь:
скоростью движения жидкости в пределах 13 м/с.
l4
P2
l3
l2
l1
H1
d3
d1
D1
Б
P1
1
1
0
0
2
2
l4
P2
l3
l2
l1
H1
d3
d1
D1
Б
P1
1
1
0
0
2
2
Исходные данные:
р1 = 0,8·105 Па; р2 = 1,2·105Па (абсолютные давления);
Н1 = 2 м;
l1 =6 м; l2 = 5 м; l3 =9 м; l4 = 6 м;
d1 =100 мм; d2 =100 мм; d3 =50 мм; d4 =50 мм;
α = 40 0; θ = 100;
a /d = 3/8
∆ = 1,00÷1,50 мм, принимаем ∆ = 1,25 мм;
= 9790,38 Н/м3; ρ= /g= 998 кг/м3;
= 0,00101 Нс/м2 ( = 0,01006·10-4 м2/с).
Решение:
В соответствии с условием задачи необходимо задаться скоростью движения жидкости на произвольном участке трубопровода в праделах 13 м/с.
Выберем трубопровод на 4-м участке и принимаем v4 = 1 м/с.
Тогда расход воды в трубопроводе
Q = v4·s4 = v4·πd424=1·3,14∙0,0524 =0,002 м3/с = 2 л/с.
В соответствии со вторым пунктом задания необходимо определить диаметр трубопровода, обеспечивающий расход жидкости, рассчитанный в пункте I. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Эта задача относится к третьему типу задач расчета коротких трубопроводов, когда задается расход, напор, геометрические параметры трубопровода и местные сопротивления, а необходимо определить диаметр трубопровода.
Так как число Рейнольдса рассчитать непосредственно нельзя, то режимом течения задаются и решают уравнение Бернулли, задаваясь рядом значений диаметра, т.е. решают задачу графически.
Составим уравнение Бернулли для потока воды в трубопроводе. Проведем сечения 1-1по свободной поверхности воды в баке и 2-2 по выходному торцу трубы 4. Плоскость сравнения проходит по центру сечения 2-2.
z1+p1ρg +α1v122g=z1+p2ρg +α2v222g+hпот,
где z1 и z2 – геометрические высоты центров сечений 1 и 2;
р1 и р2 – давления в сечениях 1 и 2;
v1 и v2 – средние скорости в сечениях 1 и 2;
hпот – потери напора в трубах между сечениями 1-1 и 2-2, складывающиеся из потерь во всех трубах, с 1-й по 4-ю. Эти потери складываются из линейных потерь и потерь в местных сопротивлениях:
hпот=∑hпот i = ∑(hл + ∑hм)i , где i – номер участка трубопровода.
Для каждого из участков потери по длине трубы рассчитываются по формуле
hл = λldv22g , а потери в местных сопротивлениях по формуле hм=ζv22g , где ζ – коэффициент местного сопротивления.
Для проведенных сечений
z1 = H1 + l1 + l2 + l3 + l4· cos α =2 +6+5+9+6·0,766 = 26,6 м;
z2 = 0.
----------------------------------------
p1 = 0,8·105 Па; р2 = 1,2·105 Па
----------------------------------------
v1 = 0; v2 = 4Qπd42=4∙0,0023,14∙0,052=1мс.
------------------------------------------------------
Подставим эти значения в уравнение Бернулли:
z1+p1-p2ρg=α216Q22gπ2d4+hпот.
Потери на трение на участках трубопровода.
hл = λl1d1v122g.
На первом участке местные сопротивления – это сопротивление входа (с острыми стенками) hвх и сюда же можно отнести сопротивление задвижки с известной степенью закрытия hз.
Местное сопротивление входа [1] при ζвх=0,5 hвх =0,5·v122g
Коэффициент сопротивления задвижки со степенью закрытия 3/8
ζз =0,8 [2] .
На втором участке
hл = λl2d2v222g.
Вторая труба заканчивается плавным сужением с углом конусности 10о.
Для коэффициента сужения потока n = 0,25 коэффициент местного сопротивления за счет сужения может быть определен то табл. [3, стр. 250]: ζпс=0,047.
На третьем участке hл = λl3d3v322g.
На конце 3-й трубы резкий поворот потока под углом 40о, коэффициент сопротивления которого определим по формуле [1]:
ζ40= ζ90(1-cos 40o)=0,83(1-0,766)=0,19.
На 4-м участке только линейные потери
hл = λl4d4v422g.
По графику на стр. 61 [1] для отношений d/∆э, равных соответственно 80 и 40, определяем, что течение соответствует переходной области, в которой потери на трение зависят не только от числа Рейнольдса, но и от шероховатости стенок труб.
Для удобства сделаем следующие обозначения:
l1+l2= L1 =11 м, l3+l4= L2 =15 м;
d1=d2=D; d3=d4=d, n = d2/D2.
Скорости на участках труб с одинаковыми диаметрами равны:
v1=v2=V1; v3=v4=V2.
Тогда
hпот=V222g(nλ1L1D+λ2L2d+n∑ζD+∑ζd),
где λ1 и λ2 – коэффициенты гидравлического трения соответственно на трубах с диаметрами D и d;
∑𝜁D и ∑𝜁d – суммы коэффициентов местных сопротивлений соответственно на трубах с диаметрами D и d;
Тогда уравнение Бернулли будет:
z1+p1-p2ρg=16Q22gπ2d4(α2+nλ1L1D+λ2L2d+n∑ζD+∑ζd).
После подстановки известных величин это уравнение примет вид:
6935,6·103 d4 = α2+nλ1L1D+λ2L2d+n∑ζD+∑ζd,
или
6935,6·103 d4 =1+0,25λ111D+λ215d+0,25∑ζD+∑ζd,
т.к. α2 при турбулентном режиме равна 1.
∑ζD=0,5+0,8+0,047=1,347,
∑ζd=0,19
Будем решать задачу, сохраняя заданное соотношение диаметров:
n = d2/D2.
Обозначим левую часть уравнения Бернулли через f1 , а правую часть через f2. В случае , если решение уравнения будет найдено, его левая часть тождественно будет равна правой, т.е...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
27 мая 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
м/с
II Определить диаметр трубопровода обеспечивающий расход жидкости рассчитанный в пункте I.docx
2017-05-30 14:29
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Замечательный ответственный автор! Работу выполнила за один вечер, всё с детальным описанием, указанием используемых для расчетов формул. Аккуратное оформление. Всем рекомендую!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
