Определение диаметра трубопровода

Курсовая работа

по гидравлике

«Определение диаметра трубопровода»

Москва

2009

Задача 1.

Построение эпюр гидростатического давления на плоскую поверхность А.

Гидростатическое давление распределяется в объёме по линейному закону. Силы давления направлены перпендикулярно к стенке, а уравнение, описывающее распределения по глубине, - прямая.

Эпюра гидростатического давления будет выглядеть следующим образом:

P=ρgh1

h1=2.5 м

P=ρgH1=1000*9.81*2.5= 24.525 kН/м

Задача 2.

Графическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и центр давления А на 1п. метр.

Силу гидростатического давления определяем по формуле:

Задача 4.

Определение размера диаметра короткого трубопровода при истечении под уровень.

Чтобы определить диаметр будем использовать следующие формулы:

Q=µw2; w=; v=; µw=; µ=; Reкв=21.6C; C=×; y=;

Re=;

Где Q-расход

w - площадь живого сечения трубы

v- cредняя скорость движения потока жидкости в сечении

µ- коэффициент расхода системы

Re- число Рейнольдса

C- коэффициент Шези

𝜈- коэффициент кинематической вязкости, равен 0.00000131 при температуре 10 °С

𝛥- шероховатость труб

- относительная гладкость труб

𝛴𝜉мс=𝜉вх +2𝜉пл+𝜉кр+𝜉луд=0.5+2×0.21+0.29+0.12=1.33

Рассчитаем для d =0.1 м

w===0.007854

v===3.8197

Re====341040

R==0.025 м

С===39.848

Reкв=21.6C=21.6=57381.12

ReReкв, следовательно 4 зона движения, а значит

=0.049

𝛌=0.049=40.034

µ===0.1536

µw=0.1536×0.007854 =0.0012064

для d =0.2 м

w===0.0314

v===0.955

Re====170536

R==0.05 м

С===45.7733

Reкв=21.6C=21.6=21.6=131827

ReReкв, следовательно 4 зона движения, а значит

=0.037

𝛌=0.037=15.1701

µ===0.239

µw=0.239×0.0313=0.0075046

d, м	W	V	Re	Зона движения	𝛌	𝛌	𝛴𝜉мс	µ	µw
0.1	0.007854	3.8197	341040	4	0.049	40.034	1.33	0.1536	0.0012064
0.2	0.0314	0.955	170536	4	0.037	15.1701	1.33	0.239	0.0075046

Построим график зависимости d от µw

µw= = =0.001928

Стандартный размер берем равным 0.125 м

Задача 3.

Аналитическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и координат центра давления

Суммарную силу давления находим по формуле:

цт×w, где

hцт- глубина до центра тяжести стенки

w-площадь стенки

Координаты центра давления находим по формуле:

,где

-расстояние от свободной поверхности до центра тяжести стенки

– расстояние от свободной поверхности до центра давления

I- момент инерции стенки относительно оси

Так как стенка горизонтальная, центр тяжести совпадает с центром давления

hцт=

hцд=

hцд= hцт

hцт =

w==7.5м

P=

ρ

P=2.5=3750кг

Задача 5.

Построение пьезометрической линии и линии полной удельной энергии по длине трубопровода

dрасч=0.125м

w===0.012265625

v===2.4459

Re====277552.72

R==0.03125м

С==41.6666

Reкв=21.6C=74999.99

Re>Reкв

4 зона движения, а значит:

=0.0452044799

𝛌=0.0452=29.292503

µ===0.17782871

µw=0.1778×0.012265625=0.00218118

Q=µw=0.0308549/с

v===2.5155

=0.3225311

Посчитаем потери по длине на трение hдл:

hдл=𝛌×=0.04520.3225311=9.4477432 м

потери на входе: hвх=𝜉вх×=0.5×0.3225311=0.1612655 м

потери на поворотах: hпл=2×𝜉пл×=2×0.21×0.3225311=0.135463 м

потери на прохождение крана: hкр=𝜉=кр×=0.29×0.3225311=0.053534 м

потери на прохождение задвижки Лудло:

hлуд=𝜉луд×=0.12×0.3225311=0.0387037 м

hмс=hвх+hпл+hкр+ hлуд =0.161265+0.135463+0.053534+0.0387037=0.3869662 м

hw=hдл+hмс=9.4477432 + 0.3869662 =9.8367094 м

H=hw+=9.8367094 + 0.3225311=10.15924 м

При расчете погрешность составила меньше 0.39%, следовательно, диаметр трубы выбран правильно.