Средние значения из разных материалов

Т а б л и ц а П1

Материал и вид труб	Состояние труб	мм.
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

Р и с. 2. Зависимость ко- эффициента Y от К при опорожнении железнодо- рожной 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

(подпись)

--------------------(фамилия И.О.)

(подпись)

Зачтено. Преподаватель ______________(фамилия И.О.)

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