Материал: Учебное пособие по решению задач Допущено Учебно методическим объединением вузов Российской Федерации по высшему

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

10 106

2109

 0,5 102

0,5%.

Поэтому чаще всего в гидравлических расчетах жидкость считают не- сжимаемой и плотность жидкости  =m/V принимается величиной постоянной и независящей от давления:

Принимая  =const, вместо (26) получим:
1s1=2s2=.......=Q=const. (30)Уравнение(30)выражаетзаконпостоянстваобъемногорасходаподлинепотока.

    1. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ МАССЫ И ЭНЕРГИИ ПРИ ДВИЖЕНИИ ГАЗА
При движении газа (расчет газопроводов) нужно учитывать, что плот-ностьгазазависитотдавленияитемпературы:=p/RT. (31)Это уравнение состояния газа (уравнение Клайперона). Здесь R – газоваяпостоянная,равная длявоздуха287дж/кгК.В разных сечениях трубопроводной системы давление может отличатьсяна десятки атмосфер. Это приводит к существенному различию плотностей всеченияхгазовогопотокаи,какследствие,кразличиюобъёмныхрасходов.Придвижениигаза всеченияхпотокасохраняетсямассовыйрасход!Qm=11s1=22s2=……=ii
si=const (32)Какизвестно,капельнаяжидкостьвсеченииобладаетпотенциальнойикинетическойэнергией.Газыобладаютпотенциальной,кинетическойивнутреннейэнергией.Внутренняяэнергиягазазависитоттемпературы. 1 1Для самого общего политропного процесса закон сохранения энергии для единицы веса (1н) газа имеет вид:

z1

p1

1  g

n

p1

1 1g

  2
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   25
11z2

2g

p2

2g

n

p2

1 2g

222

2g

h1 2 ,


где z – удельная потенциальная энергия положения; p/g - удельная по- тенциальная энергия давления; p/(g(n-1))=RT/(g(n-1))-внутренняя энергия;

2/2g –удельная кинетическая энергия; h1-2- потери энергии; n –показатель по- литропы.

Если при движении газа по трубам вследствие теплообмена с окружаю- щей средой температура по длине не изменяется, то имеет место изотермиче- ский процесс (T=const). При этом внутренняя энергия в сечениях трубопровода остается постоянной.
УравнениеБернуллиприизотермическомтечениигазаимееттакойжевид,какидлянесжимаемойжидкости(плотностигазавсеченияхразные!):p  2p 2

z1 1

1 1 z2 2 22 h1 2 . (33)



1g 2g 2g 2g



    1. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Большинство гидродинамических задач нефтегазовой практики связано с движением жидкости по различного рода трубопроводным системам. При этом необходимо знать количествопротекающей жидкости или газа (расход) и энергетические характеристики, зависящие от давления и положения жид- кости в поле силы тяжести (высот z). Часто возникает и обратная задача – при известном расходе и энергетических характеристиках определить диаметртрубопровода. Далее на конкретных примерах рассмотрены способы решения этих и некоторых других задач.


      1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ИЛИ ДАВЛЕНИЯ

Определить силу R, которую нужно приложить к поршню насоса диамет- ром D=65мм, чтобы подавать в бак бензин (плотность  = 765кг/м3, кинемати- ческий коэффициент вязкости  = 0,4сСт) с постоянным расходом Q = 2,5л/с. Высота подъёма жидкости в установке H0= 10м, показание манометра рм0

=0,15МПа. Размеры трубопровода l =60м, d =30мм; его эквивалентная шерохо- ватость э=0,03мм; коэффициент сопротивления вентиля в=5,5.




Рис. 16

Схема к задаче
Решение

  1. Выбираем два сечения 1-1и 2-2, а также плоскость сравнения 0-0и записы- ваем в общем виде уравнение Бернулли:

  • p1

  2 p   2




z1  

1 1 z2  2

2 2 h12 .


2g
 g
2g
g
Здесь р1и р2– абсолютные давления в центрах тяжести сечений; 1и 2–

средние скорости в сечениях; z1и z2– высоты центров тяжести сечений относи- тельно плоскости отсчета 0-0; h1-2–потери напора при движении жидкости от порвого до второго сечения.

Правила выбора сечений:

  • Сечения выбираются всегда перпендикулярно направлению движения жидкости и должны располагаться на прямолинейных участках потока.

  • Одно из расчетных сечений необходимо брать там, где нужно опреде- лить давление р, высоту z или скорость , второе, где величины р, z, и  известны.

  • Нумеровать расчетные сечения следует так, чтобы жидкость двигалась от сечения 1-1 к сечению 2-2.

В нашей задаче сечение 1-1, откуда начинается движение жидкости, вы- брано по поверхности поршня, так как именно в центре тяжести этого сечения необходимо определить давление жидкости. Далее, из условия равномерного движения поршня, можно определить силу R.

Сечение 2-2 выбрано по поверхности жидкости в напорном баке, так как там известны все слагаемые, составляющие удельную энергию жидкости.

Для определения величин z нужно выбрать положение плоскости срав- нения (или отсчета) 0-0.

Правила выбора плоскости отсчета 0-0 и определения величин z

    • Плоскость 0-0всегда проходит горизонтально.

    • Для удобства её проводят через центр тяжести одного из сечений.

    • Высота положения центра тяжести сечения z выше плоскости от- счета считается положительной, а ниже – отрицательной.

В нашей задаче проводим плоскость 0-0 горизонтально через центр тяже- сти второго сечения. Она совпадает с сечением 2-2.
Итак:Неизвестная величина – давление р1вычисляется из уравнения Бернулли.Все остальные величины, входящие в уравнение, или известны по условию, илиопределяются.

  1. Определяем слагаемые уравнения Бернулли в общем виде (не вычис- ляя). Далее подставляем их в уравнение Бернулли, приводим подобные члены, производим алгебраические преобразования и определяем из этого уравнения неизвестную величину (силу R) в общем виде.

  • Высоты центров тяжести сечений: z1=-H0; z2=0;

  • Средние скорости в сечениях:1= Q/s1=4Q//D2;
2=Q/s2.Таккакs2>>/s1,то2<<1иможнопринять2=0.Правила определения скоростей 1и 2

  • Средняя скорость в сечении равна расход / площадь:
=Q/s. (34)

  • Если площадь одного из сечений много больше площади другого сечения, то скорость в этом сечении будет много меньше скорости в другом сечении и её можно принять равной нулю. Это следует из закона постоянства расхо- да жидкости:
1s1 = 2s2=. =Q = const.

  • Коэффициенты Кориолиса 1 и 2 зависят от режима движения жидко- сти. При ламинарном режиме =2, а при турбулентном =1.

  • Абсолютное давление в первом сечении р1= р1м+ рат, р1м– избыточ- ное (манометрическое) давление в первом сечении, оно неизвестно и подлежит определению. Давление р1мможно связать с силой R через ус- ловие равномерного движения поршня.
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/179469

Смотрите также:

_1-тема-СтрМетал
_1966(~1
_files_materials_5053_prog.ntr
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)
- Габариты и масса 27
!Фармакология препаратов для терапии заболеваний дыхательных путей