Расчет циркуляционной установки Вода по самотечному трубопроводу диаметром d и длиной l поступает из резервуара А в резервуар В

Как заказчик описал требования к работе:

Срочно решить контрольную работу по гидравлике из 6 задач в двух вариантах. Все решения нужно подробно расписать.

Фрагмент выполненной работы:

Расчет циркуляционной установки. Вода по самотечному трубопроводу диаметром d и длиной l поступает из резервуара А в резервуар В, откуда насосом перекачивается в промежуточную емкость С и из нее выливается в резервуар А (рис. 1). На всасывающей линии насосной установки (d1, l1) имеется всасывающая сетка с обратным клапаном, колено и задвижка. На входе в насос установлен вакуумметр В. На нагнетательной линии установлены манометры М1 и М2, задвижка и расходомер Вентури. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Промежуточная емкость С в донной части имеет внешний цилиндрический насадок. Предполагая установившееся движение жидкости, выполнить следующие расчеты. 1) По показанию ртутного дифманометра, установленного на расходомере Вентури - hВен , определить величину расхода в установке. 2) Подобрать диаметр самотечного трубопровода d1. 3) Определить показание вакуумметра, установленного перед входом в насос. 4) Определить показания манометров М1 и М2, установленных на расстоянии 100 м друг от друга.. 5) Определить напор, создаваемый насосом, и его полезную мощность 6) Определить напор Н1 в промежуточном резервуаре С при коэффициенте расхода μнас = 0,82. 7) Определить толщину стенок трубопровода из расчета на гидравлический удар, принимая скорость распространения ударной волны равной с = 1350 м/с, σadm = 100 МПа. Дано: hВЕНТ. = 310 мм = 0,31 м ; dВЕНТ. = 50 мм = 0,05 м ; d = 100 мм = 0,1 м ; l = 320 м ; D = 110 мм = 0,11 м ; L = 15 м ; l1 = 40 м ; Н = 1,6 м ; Н2 = 16 м ; hНАС = 4,3 м ; dНАС = 35 мм = 0,035 м ; Δ = 0,2 мм = 2·10-4 м ; ξЗАДВ = 2 ; ξСЕТ = 8 ; ξКОЛ = 0,4 . Решение: 1) Определим величину расхода в установке по показанию ртутного дифманометра, установленного на расходомере Вентури - hВен : Для определения расхода жидкости рассмотрим ртутный дифманометр расходомера Вентури. Запишем уравнение неразрывности для сечений 1-1 и 2-2: (1) Выразим из (1) скорость : (2) Запишем уравнение Бернулли Для двух сечений 1-1 и 2-2: (3) где , - расстояния от сечений А-А и В-В соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости (м); , - давления в сечениях А-А и В-В соответственно (Па); - плотность циркулирующей жидкости (кг/м3); g - ускорение свободного падения (м2/с); V1 ,V2 - скорость течения жидкости в сеченьях А-А и В-В соответственно (м/с); , - коэффициенты Кориолиса, которые учитывают неравномерность распределения скоростей в сечениях А-А и В-В соответственно; - потери напора на участках между выбранными сечениями. Выберем ось трубопровода за начало отсчёта, тогда z1=z2=0, т.к. трубопровод горизонтален. Предположим, что по трубопроводу течёт идеальная жидкость, что позволяет не учитывать потери напора hA-B=0. α1=α2=1, (для практических расчётов). Запишем (3) с учётом всех утверждений: (4) Выразим из (4) с учётом (2): (5) Из рисунка видно, что , где (6) Теоретический расход будет меньше, т.к. существуют потери напора, учтём это с помощью поправочного коэффициента, который называется коэффициентом расхода μ. , где S1=Sвен (7) Подставим в (7) уравнение (5) (с учётом (6)): , где . В итоге имеем: Q=μ·π·dВен24·2·g·hВен·ρртρ-11-dВенd4 =0,95·π·0,0524·2·9,81·0,31·136001000-11-0,050,14= = 16,86·10-3 м3/с = 16,86 л/с . 2) Подберем диаметр самотечного трубопровода d1. Для определения d1 будем использовать графоаналитический способ решения с использованием ПК (программа Microsoft Exсel). Потери напора определяются по формуле: Δh = (λ·L/d1 + ∑ξ)·V2/2·g , т.е. Δh = H = (0,11·(Δ/d1 + 17·π·d1·ν/Q)0,25·L1/d1 + ξВХ + ξВЫХ)·8·Q2/π2·g·d14 = = (0,11·(2·10-4/d1 + 17·π·d1·10-6/16,86·10-3)0,25·15/d1 + 0,5 + 1)·8·(16,86·10-3)2/π2·9,81·d14 = = (1,65·(2·10-4/d1 + 3,168·10-3·d1)0,25/d1 + 1,5)·2,349·10-5/d14 . Решаем: Н , м d1 , мм Из графика имеем (при Н = 1,6 м) d1 = 94 мм . 3) Определить показание вакуумметра, установленного перед входом в насос. Запишем уравнение Бернулли для двух сечений: первое – по уровню свободной поверхности воды в резервуаре, второе – в месте подсоединения вакуумметра: . Здесь Z1 = 0, P1 = Patm, V1 = 0, Z2 = hнас, Р2 = Patm – Рв, hA-B = (λ·L/d + ∑ξ)·V2/2·g = (λ·L/d + ξСЕТ + ξЗАДВ + ξКОЛ)·8·Q2/π2·g·d4 . В итоге получили: Рв = ρ·g·(hнас + (1 + λ·L/d + ξСЕТ + ξЗАДВ + ξКОЛ)·8·Q2/π2·g·d4) . Далее: Re = V·d/ν = 4·Q/π·d·ν = 4·16,86·10-3/π·0,1·10-6 = 214668 ; λ = 0,11·(Δ/d + 68/Re)0,25 = 0,11·(2·10-4/0,1 + 68/214668)0,25 = 0,024 . В итоге получим: Рв = = 1000·9,81·(4,3 + (1 + 0,024·15/0,1 + 2 + 8 + 0,4)·8·(16,86·10-3)2/π2·9,81·0,14) = = 76745 Па ≈ 76,7 кПа . 4) Определим показания манометров М1 и М2, установленных на расстоянии 100 м друг от друга. Показание манометра М1 будет Р1 = ρ·g·H , где Н – напор, развиваемый насосом (см. пункт 5) , т.е. Р1 = 1000·9,81·35,025 = 343595 Па ≈343,6 кПа . Потери давления между манометрами ΔР = ρ·g·h + (λ·L/d + ξКОЛ)·8·ρ·Q2/π2·d4 , где λ = 0,024 (см...Посмотреть предложения по расчету стоимости