вн.суж.равен:
s2
d22
вн.суж.
0,5 (1
) 0,5 (1
s1
), (41)
2d1
где
s1-площадь широкого (входного) сечения, а
s2-площадь узкого (выходного)
сечения.
-
Когда s1>>s2, что соответствует входу жидкости из резервуара в трубо- провод, вх.=0,5 (при острой входной кромке).
-
Коэффициент сопротивления вентиля в зависит от степени открытия крана (Приложение 6).
-
Подставляем определенные выше величины в уравнение Бернулли:
R p
1 ат
1 Q2
pм0
pат
l Q 2
H0
g
s2 2g 0
g
0 (
d
) s2 2g.
1Сокращаем слагаемые с атмосферным давлением, убираем нули и приво- дим подобные члены. В результате получим:
1R pм0 l
1 s2 Q2
s g H0 g ( d
2 ) s2 2g; (42)
s 1Это расчетное уравнение для определения величины
R– силы на штоке
поршня.
-
Вычисляем величины, входящие в уравнение (42). Исходные данные под- ставляем в системе СИ.
-
1площадь сечения 1-1 s1=d2/4= 3,140,0652/4 = 3,3210-3м2.
-
площадь сечения трубопровода s=d2/4= 3,140,032/4 = 0,7110-3м2.
-
сумма коэффициентов местных сопротивлений
=
вн.суж. +
в+ 2
пов. +
вых=0,39+5,5 + 21,32+1=9,53.
-
коэффициент внезапного сужения
вн.суж.
0,5
(1
s
1) 0,5
(1
0
,71 10
33
,32 10
3) 0
,39
-
коэффициент резкого поворота на 90 пов.= 1,32 (Приложение 6);
-
коэффициент сопротивления при выходе из трубы вых.= 1 (формула 40);
-
коэффициент трения
Re 4Q
d
4 2,5 103 3,14 0,03 0,4 106
2,65 105 ;
68 э
0 ,25
68 0,03 103
0 ,25
2
0,11 ( )
Re d
0,11
(2,65 105
30 103 )
2,1 10 ;
Так как число Рейнольдса
Re>Reкр(2,6510
5>2300), то коэффициент тре-
ния рассчитывался по формуле (38).
По условию кинематический коэффициент вязкости задан в сантистоксах
(сСт). 1сСт = 10
-6м
2/с.
-
Коэффициент Кориолиса 1 в сечении 1-1
Re 4Q
1 D
4 2,5 103
3,14 0,065 0,4 106
1,22 105 ;
Так как режим движения в сечении
1-1турбулентный, то
1=1.
R 3,32 103
765 9,8 (10
0,15 106
765 9,8
60 (0,71 103 )2 (2,5 103 )2
(0,021 0,03 9,53 (3,32 103 )2
) (0,71 103 )2 2 9,8 ) 1558 Н
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТИ Топливо (=819кг/м
3, динамический
1
0
Рис. 17
Схема к задаче
рv 1 H
l,d
коэффициент вязкости =1,510-3Пас)
вытекает в атмосферу из резервуара с постоянным уровнем H=5,6м и избы-
0 2 точным давлением на поверхности
жидкости рм=10кПа по горизонталь-
2ному трубопроводу (l=30м, d=80мм, трубы сварные, бывшие в употребле- нии, =3).
Определить расход.
ВНИМАНИЕ!Поскольку все необходимые пояснения и теоретические основы приме- нения уравнения Бернулли были подробно сделаны при решении задачи 1, за- кон сохранения энергии для данной задачи выводится без подробных поясне- ний.
Решение
-
Выбираем два сечения 1-1и 2-2, а также плоскость сравнения 0-0и записы- ваем в общем виде уравнение Бернулли:
2g
g
2g
p
2 p
2
g
z1 1
1 1 z2 2 22 h1 2 .
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 первого до второго сечения.
-
Определяем слагаемые уравнения Бернулли в данной задаче.
-
Высоты центров тяжести сечений: z1=H; z2=0.