Курсовая работа: Расчет гидравлической циркуляционной установки

g - ускорение свободного падения (м/с²);

h1-2 - потери напора между сечениями. Они представляют собой сумму потерь напора по длине и сумму потерь напора на местных сопротивлениях:

h1-2 = hм + hд

На схеме циркуляционной установки удобно выбрать два сечения, где:

А-А это поверхность жидкости в нижнем резервуаре В;

В-В в месте установки вакуумметра Рв во всасывающей линии насосной установки.

Тогда уравнение Бернулли для этих сечений запишется в виде:

(2)

где zА-А и zВ-В - расстояния от сечений А-А и В-В соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости;

РА-А, РВ-В - давления в сечениях А-А и В-В соответственно;

ρ - плотность циркуляционной жидкости;

g - ускорение свободного падения;

А-А и В-В - скорость течения жидкости в сечении А-А и В-В соответственно;

hА-В - потери напора на участках между выбранными сечениями.

Если выбрать поверхность жидкости в нижнем резервуаре за начало отсчета, т.е. сечение А-А, тогда zА-А=О, а zВ-В=Н2.

Поскольку в нижнем резервуаре (В) уровень установившийся, значение скорости будет равным нулю. А так как резервуар открыт, то давление в сечении А-А можно принять равным атмосферному РА-А=Ратм. Давление же в сечении В-В представляет собой разность атмосферного и вакуумного давления РВ-В =Ратм - Рвак. При решении практических задач коэффициент Кориолиса (α), как уже говорилось, можно принять равным единице и в расчетах не учитывать. Тогда в уравнении Бернулли остается лишь одна неизвестная величина - скорость в. Скорость определяется по формуле

(3)

где Q- расход жидкости (м³/с);

S- площадь поперечного сечения (м²);

В результате, формула (2) примет вид:

(4)

В полученной формуле известны все величины, кроме Н2 и hА-В. Поэтому для определения геометрической высоты всасывания насоса (Н2) предварительно необходимо определить hА-В.

4.1.1 Определение расхода жидкости

Расходом потока называется количество жидкости, протекающее через некоторое поперечное сечение потока в единицу времени. Это сечение должно быть сделано так, чтобы обязательно пересекало каждую элементарную струйку и только один раз. Обычно за поверхность сечение принимают живое сечение потока. Для аналитического вычисления расхода необходимо знать закон распределения скоростей по сечению потока.

Наиболее простыми и вместе с тем точными способами измерения расхода жидкости являются объемный и весовой способы.

При весовом способе взвешиванием на весах находят вес всей жидкости, поступившей в мерник за определенное время, определяют весовой расход по формуле, и, зная удельный вес жидкости, вычисляют объемный расход.

В практике, как правило, для измерения расхода жидкости пользуются специальными приборами, которые предварительно тарируются объемным или весовым способом.

Одним из таких основных приборов является трубчатый водомер, или водомер Вентури. Большим достоинством этого водомера является простота конструкции и отсутствие в нем каких-либо движущихся частей. Трубчатые водомеры могут быть горизонтальными и вертикальными.

Для определения расхода жидкости рассмотрим ртутный дифманометр расходомера Вентури.

Запишем уравнение неразрывности для сечений 1-1 и 2-2: