Курсовая работа: Гідравлічні трубопроводи

1) відомі діаметр і витрата рідини в трубопроводі, а також типи місцевих опорів, вимагається визначити втрати опору;

2) відомі діаметр трубопроводу і втрати опору в ньому, вимагається визначити витрату рідини в трубопроводі;

3) вимагається визначити діаметр трубопроводу для пропуску заданої витрати при відомих втратах опору.

Перші дві задачі можна вирішити безпосередньо по формулах:

(22)

Третя задача розв'язується підбором, оскільки коефіцієнт опору системи також є складною функцією від діаметру труби, визначення якого є мета задачі. В цьомувипадку слід будувати графік і по ньому знаходити діаметр, що відповідає рівності .Якщо втратамипо довжині можна нехтувати і жоден з коефіцієнтів, що враховують місцеві опори, не залежить від діаметру труби, то діаметр трубопроводу визначається безпосередньо по формулі

. (23)

Цією ж формулою можна користуватися при рішенні задачі шляхом підбору. Заздалегідь визначається діаметр трубопроводу без врахування втрат опору по довжині. По цьому діаметру уточнюється коефіцієнт опору системи. Потім значення ζсист підставляється у формулу (23) і обчислюється уточнений діаметр трубопроводу.

Коли місцеві опори в трубопроводі розташовані на відстані менше 20d один від одного, то внаслідок відсутності інших прийомів розрахунку, що враховують взаємний вплив місцевих опорів, доводиться нехтувати цим впливом; при цьому розуміється, такий розрахунок носитиме тільки наближений характер.

Розрахунок сифона.

Сифон є коротким трубопроводом, по якому рідина рухається з живлячого резервуару А в приймальний В . Особливістю сифона є його здатність піднімати рідину на висоту Z над рівнем її в живлячому резервуарі. Принцип дії сифона заснований на утворенні вакууму в підвищеній частині сифона (в районі перерізу 2–2, що створює різницю тиску між атмосферним тиском, діючим на поверхню рідини в живлячому резервуарі А , і зниженим тиском в області вакууму в перерізі 2–2. Для того, щоб сифон почав діяти, треба заздалегідь заповнити його рідиною (наприклад, за допомогою спеціального насосу – вакууму).

Розрахунок сифона полягає у визначенні його пропускноїздатності і граничного значення висоти Z, при якій сифон може ще працювати. Розрахунок пропускної спроможності сифонів проводиться по формулі

Q

де через Н позначена різниця рівнів рідини в резервуарах А і В , а через – сумарний коефіцієнт опору трубопроводу.

Для розрахунку висоти Z припустимо, що резервуари А і В сполучені сифоновим трубопроводом. Напишемо рівняння Бернуллі для перерізів 1–1 і 2–2 щодо площини порівняння 0–0, співпадаючої з рівнем води в живлячому резервуарі A :

тут p ₂ – гідродинамічний тиск в перерізі 2–2;

υ – середня швидкість руху рідини в трубі;

Z – відстань від рівня рідини в резервуарі А доцентру труби в перерізі 2–2;

Σζ_і – сума коефіцієнтів місцевих опорів трубопроводу між перерізми 1–1 і 2–2. Оскільки

то

(25)

і

. (26)

Оскільки граничне значення вакууму складає приблизно 10 м вод. ст., то, враховуючи наявність втрат опору в сифоні, а також неможливість великого пониження тиску в ньому, щоб уникнути кавітації висоту Z звичайно приймають не більше 7–8 м.