Указания к решению задачи

Записать уравнение Бернулли для сечений, проведённых по уровню жидкости в резервуаре и на выходе из трубы. За плоскость сравнения принять плоскость, проходящую по оси трубопровода. Потери напора в трубе определить как сумму потерь по длине и в местных сопротивлениях. Для построения напорной линии вычислить потери напора на входе в трубу, на участке трубы от резервуара до крана, в кране и на участке трубы от крана до конца трубы и отложить их в масштабе в соответствующих сечениях вниз от горизонтальной линии, проведенной на уровне жидкости в резервуаре. Пьезометрическая линия расположена ниже напорной на величину скоростного напора.

Задача 4. По трубе диаметром d с абсолютной шероховатостью стенки Δ протекает вода с температурой t и расходом Q. Установить режим движения и определить значение коэффициента гидравлического трения λ.

Значения d и λ принять по предпоследней цифре шифра из табл. 5.7.

Таблица 5.7

Предпоследняя цифра шифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
d·10^2, м	25	20	40	50	20	25	40	50	20	25
λ ·10^3,м	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	0,5

Значения t и Q принять по последней цифре шифра из табл. 5.8.

Таблица 5.8

Последняя цифра шифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t, ^0C	25	20	40	50	20	25	40	50	20	25
Q·10 ,м /c	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8

Пример решения задачи

Установим режим движения, рассчитав критерий Рейнольдса по формуле

, (5.6)

где – кинематическая вязкость воды при t = 20 ⁰C; =1,01·10 м /c (Прил. 11).

Скорость движения воды определим из уравнения расхода

, (5.7)

где – средняя скорость движения воды в трубе, м/с; Q – расход, м³/с; S – площадь живого сечения, м².

По уравнению (5.7)

м/с.

По уравнению (5.6)

- режим движения турбулентный.

Предполагая, что труба гидравлически гладкая, коэффициент гидравлического трения определим по формуле Блазиуса:

, (5.8)

.

Проверим трубу на шероховатость, рассчитав толщину вязкого подслоя по формуле

(5.9)

м

Сравнивая толщину вязкого подслоя м с величиной абсолютной шероховатости Δ=0,4·10^-3 м видим, что Δ>δ, значит труба гидравлически гладкая, а коэффициент гидравлического трения λ=0,0185.

Задача 5. По трубопроводу, включающему прямолинейный горизонтальный участок длиной L и диаметром d₁= м, внезапное расширение трубопровода с диаметра d₁= м до d₂= м и внезапное сужение трубопровода с диаметра d₂= м до диаметра d₃=25·10^-3 м, протекает вода с расходом м³/с и температурой t. Прямолинейный участок трубопровода и местные сопротивления ограничены соответствующими пьезометрами (рис.5.4), показания которых h , h , h , h , h , h . Определить значения коэффициента гидравлического трения λ на прямолинейном участке трубопровода и коэффициентов местных сопротивлений для внезапного расширения ξ_расш и внезапного сужения ξ_суж . Построить напорную и пьезометрическую линии. Определить режим движения воды на каждом участке трубопровода.

Значения L и t принять по предпоследней цифре шифра из табл. 5.9.

Таблица 5.9

Предпоследняя цифра шифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
L, м	3,6	3,7	3,8	3,9	4,0	4,1	4,2	4,3	4,4	4,5
t, ^0C	10	20	30	40	50	40	30	20	10	50

Значения h , h , h , h , h , h принять по последней цифре шифра из табл. 5.10.

Таблица 5.10

Послед- няя цифра шифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h , м	1,56	1,57	1,58	1,78	1,79	1,80	1,33	1,34	1,35	1,32
h , м	1,49	1,50	1,51	1,74	1,75	1,76	1,26	1,27	1,28	1,25
h , м	1,47	1,48	1,49	1,71	1,72	1,73	1,24	1,25	1,26	1,23
h , м	1,48	1,49	1,50	1,72	1,73	1,74	1,25	1,26	1,27	1,24
h , м	1,48	1,49	1,50	1,72	1,73	1,74	1,25	1,26	1,27	1,24
h , м	1,33	1,34	1,35	1,58	1,59	1,60	1,11	1,12	1,13	1,10

Р ис. 5.4