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
Дляэтогонеобходимоопределитьдавлениевопасномсечении3-3исравнитьегосзаданнымпоусловиюдавлениемнасыщенногопаражидкости.

  1. Определяем давление в сечении 3-3 из уравнения Бернулли, составленно- го для сечений 1-1 и 3-3.
p  2p 2

z1 1

1 1 z3 3 3 3 h13 ,


где:

g 2g

  g 2g

  • р1и р3– абсолютные давления в центрах тяжести сечений;

  • 1и 3– средние скорости в сечениях;

  • z1и z3– высоты центров тяжести сечений относительно плоскости отсчета 0-0;

  • h1-3–потери напора при движении жидкости от первого до второго сечения.

  • Определяем слагаемые уравнения Бернулли в данной задаче.

    • Высоты центров тяжести сечений: z1=0; z2=h0;

    • Средние скорости в сечениях: 3=Q/s=4Q//d2;

    1=Q/s1.Так как s1>>s3, то 1<<3и можно принять 1=0.

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

    • Абсолютное давление в первом сечении р1=рат,

    • Абсолютное давление в сечении 3-3 неизвестно и подлежит определе- нию..

    • Потери напора h1-3складываются из потерь напора на трение по дли- не потока hдли потерь на местные гидравлические сопротивления  hм:
    • h1-3=hдл+hм.

    • Потери по длине равны:

    lhдл   0

    d

    2   

    2g

    ( l ( H  h0b )d

    Q2

    s2 2g,

    где l0– длина трубопровода от начала до сечения 3-3. l0= 50-(1,38+3+2) = 43,62;

    • местные потери напора равны:

    hм= 0 2/(2g)=  0Q2/(22g); где  0=ф+ пов.

    ф=1,7; пов= 0,23; (Приложение 6).

     0=1,7 + 0,23 =1,93.

    • Суммарные потери напора равны:

    h1-2= (l0/d+0)Q2/(s22g).

    Итак, подставляем определенные выше величины в уравнение Бернулли.В нашей задаче закон сохранения энергии имеет вид:

    p p

     Q2 l Q2

    ат  0  h0 3

    ( 00 ) .



      g

      g

    s2  2g d

    s2  2g

    Убираем нули, приводим подобные члены и выражаем давление р3.

    В результате получим:


    p3

      g

    pат

      g

     h0

    Q2


    s2  2g

    (  l0

    d

       ). (48)


    Из уравнения (48) определяем давление р3. Значение коэффициента тре- ния определено ранее и равно 0,0268 (см. таблицы),  = 1 (режим турбулент- ный), =d2/4 = 3,140,12/4=7,8510-3м2.

    105

    0,012

    43 ,62

    р3  840  9,8  (840 9,8  3  (7,85 10 3 )2 2 9,8 (0,0268

    0,1

     2,93 ) 65300 Па



    Давление насыщенного пара равно 2 кПа. Так как 65,3 >> 2, то сифон будет работать.

      1. РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДОВ

    При решении задач на расчет газопроводов нужно учитывать, что плот- ность совершенного10 газа зависит от давления и температуры: =p/RT

    Это уравнение состояния газа (уравнение Клайперона). Здесь R – газовая постоянная, равная для воздуха 287дж/кгК.

    В разных сечениях трубопроводной системы давление может отличаться на десятки атмосфер. Это приводит к существенному различию плотностей в сечениях газового потока и, как следствие, к различию объёмных расходов.

    При движении газа в сечениях потока сохраняется массовый расход!

    Qm= 111=222=……=iii=const (49)

    Как известно, капельная жидкость в сечении обладает потенциальной и кинетической энергией.

    Газы обладают потенциальной, кинетической и внутренней энергией.

    Внутренняя энергия газа зависит от температуры и вида процесса, по которому измененяется его состояние.

    Если при движении газа по трубам вследствие теплообмена с окружающей сре- дой температура по длине не изменяется, то имеет место изотермический процесс (T=const). При этом внутренняя энергия в сечениях трубопровода ос- тается постоянной. Уравнение Бернулли при изотермическом течении газа име- ет такой же вид, как и для несжимаемой жидкости, за исключением того, что в сечениях потока разная плотность:

    p   2 p   2

    z1 1

    1 1 z2

    2 2 2 h12

    . (50)



    1g 2g  2g 2g



    10 Газ называется совершенным, если его давление, плотность и абсолютная температура удовлетворяют уравнению Клапейрона и удельную внутреннюю энергию газа можно опре- делить в виде: U=cvT
    Основные задачи при расчете газопроводов

    1. Определить расход газа, если известны давления в начале и конце газо- провода.

    2. Определить давление в сечении газопровода, если известен расход газа и давление в каком –нибудь другом сечении.

    3. Определить диаметр газопровода, если известны давления в начале и конце газопровода и расход.
    Длярешенияэтихзадачполучимзависимостьмеждумассовымрасходомгазаидавлениямив сечениях1-1и2-2(Рис.22).

        1. ВЫВОД РАСЧЕТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ
    Придвижениигазавтрубопроводепостоянногодиаметраодновременноизменяются давление, плотность и скорость движения. Так, давление уменьша-етсяиз-занеобходимостисовершатьработупопреодолениюсилытрения,плотность также уменьшается (при изотермическом течении она пропорцио-нальна давлению). Средняя скорость движения газа увеличивается по ходу егодвижения, так как массовый расход остается постоянным, а плотность падает.
    Таким образом, использовать в явном виде уравнение Бернулли (50) для расче-танельзя.




    1
    dl
    2



    р



    p+dp


















    1 2



    Применим уравнение (50) к элементу газопровода длиной dl, на котором можно считать постоянными скорость и плотность газа.



    Рис.22 LСхемаквыводурасчетныхзависимостейпридвижениигазаУравнениеБернуллидлявыделенного элемента:р/g=(p+dp)/g+dhдл(51)

    • dp

      g dhдл

         dl

    d

    2


    2

    Потери на трение определяются по тем же формулам, что и для несжи- маемой жидкости. Коэффициент трения =f(Re,э/d).

    Докажем, что при изотермическом течении, когда постоянна вязкость, по длине трубы число Re не изменяется.

    Re d



    4Q

      d

    4  Qm

      d

     const
    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