Расчет гидравлической циркуляционной установки (стр. 3 из 5)

hм = hкор+ hкол +hзад

где hкор - потери напора на коробке всасывающей линии;

hкол - потери напора на колене всасывающей линии;

hзад - потери напора на задвижке всасывающей линии.

Используя формулу (13) получим:

(15)

h_м=

+

б) Теперь рассчитаем hд - потери напора по длине трубопровода. Они определяются как сумма потерь напора на участке трубопровода

и потерь напора на участке трубопровода :

hд =hд1 +hд2 (м) (16)

(м) (м)

где λ1 и λ2 - коэффициенты гидравлического сопротивления 1 и 2 участков.

Для определения λ1 и λ2 необходимо определить режим течения жидкости на соответствующих участках трубопровода. Для этого определим числа Рейнольдса для этих участков по формуле (12):

=

=

где ν - кинематическая вязкость циркуляционной жидкости.

По полученным результатам вычисления чисел Rе определяем режим течения - турбулентный или ламинарный.

Затем определим тип трубопровода (шероховатый или гладкий) на участках трубопровода

и . Для этого находим значения величин обратной относительной шероховатости для обоих рассматриваемых участков по данным значениям d и ∆:

Оба участка принадлежат зоне шероховатых труб, если их числа Rе принадлежат промежуткам:

Оба участка принадлежат зоне шероховатых труб, т. к выполняются оба условия.

Для определения λ₁ и λ₂воспользуемся формулой Альтшуля:

Теперь, когда известны все величины, можно найти суммарные потери напора на участках

и (по формуле (16)):

Подставим полученные значения в формулу (14) определим необходимую величину hА-В: hА-В = hд + hм = 0,4+0.77 =1,17м. Результаты занесем в таблицу.

Вариант	Значение hА-В, м
13	1,17

Заканчивая расчетную часть по первому пункту задания, т.е. нахождение геометрической высоты всасывания насоса H₂, воспользуемся формулой (4):

Вариант	Значение H2, м
13	4,1

4.2 Определение показания дифманометра (или дифпьезометра) скоростной трубки

Для выполнения задания достаточно уравнения Бернулли для осевой трубки:

(17)

где

расстояние от сечений А-А и В-В соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости;

р - давления в сечениях А-А и В-В соответственно;

- плотность циркулирующей жидкости;

g- ускорение свободного падения;

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

коэффициенты Кориолиса, которые учитывают неравномерность распределения скоростей в сечениях А-А и В-В соответственно;

потери напора на участках между выбранными сечениями.

Пренебрегаем очень небольшими на малой длине между сечениями А-А и В-В потерями напора (h_А-В = 0).

, если выбираем ось трубопровода за начало.

, так как жидкость внутри дифманометра почти неподвижна.

(для практических расчетов).

В итоге имеем:

(18)

Из рисунка видно разность давлений:

(19)

В результате уравнение (1) примет вид:

(20)

Имеем расчетную формулу для определения показания дифманометра:

Полученные результаты занесем в таблицу:

Вариант	Значение ∆h, м
13	0,048

4.3 Построение эпюр скоростей для сечения в месте установки скоростной трубки и т.д.

Анализируя схему циркуляционной установки можно сделать вывод, что расход жидкости постоянный в любом сечении трубопровода. Следовательно, режим течения жидкости зависит от диаметра трубопровода на рассматриваемом участке. Это, в свою очередь, говорит об идентичности режима течения на участках трубопровода с одинаковыми диаметрами. В месте установки скоростной трубки режим течения идентичен режиму течения на участке трубопровода всасывающей линии. Следовательно, мы имеем турбулентный режим течения, который происходит в зоне сопротивления шероховатых труб.

Формула для распределения скоростей в круглой трубе при турбулентном режиме в зоне шероховатых труб имеет следующий вид:

(21)

где U - местная скорость в данной точке сечения;

U٭ - динамическая скорость;

d1 -диаметр трубопровода;

y - расстояние от оси трубопровода;

∆ - эквивалентная шероховатость стенок труб;

(22)

где

- средняя скорость течения жидкости;

λ - коэффициент гидравлического сопротивления;

(23)

где h - показание дифманометра (или дифпьезометра) скоростной трубки. Подставив (22) и (23) в (21) получим:

(24)

где

показание дифманометра скоростной трубки.

Для построения эпюры скоростей зададим значения

в интервале от 0 до =40.1мм с шагом 2 мм (чем меньше шаг, тем точнее эпюра). Вычислим для каждого значения местную скорость. Если количества полученных точек не достаточно для определения траектории кривой, то необходимо взять больше значений. По результатам составим таблицу и построим график.

y	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
u	1,729	1,720	1,710	1,700	1,689	1,677	1,664	1,651	1,637	1,621	1,604

22	24	26	28	30	32	34	36	38	40
1,585	1,564	1,540	1,513	1,481	1,442	1,393	1,325	1,217	0,921

Эпюра скоростей

4.4 Определение установившегося уровня жидкости в промежуточной ёмкости Н₁

Для определения установившегося уровня жидкости в промежуточной ёмкости Н₁составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:

(25)