По сифонному трубопроводу длиной l жидкость Ж при температуре 20 °С сбрасывается из отстойника A в отводящий канал Б (рисунок 7). Какой должен

		Физика
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16547
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

По сифонному трубопроводу длиной l жидкость Ж при температуре 20 °С сбрасывается из отстойника A в отводящий канал Б (рисунок 7). Какой должен быть диаметр d трубопровода (его эквивалентная шероховатость  чтобы обеспечить сбрасывание жидкости в количестве Q при напоре Трубопровод снабжен приёмным клапаном с сеткой а плавные повороты имеют углы 45° и радиус округления Построить пьезометрическую и напорную линии. Рисунок 7 – Схема к задаче 6.41 Дано: Керосин 

Решение:

Диаметр трубопровода определим решением уравнения Бернулли. Для этого намечаем два сечения 1-1 по уровню воды в верхнем резервуаре, сечение 2-2 по уровню воды в нижнем резервуаре. За плоскость сравнения примем плоскость, проходящую по сечению 2-2. Уравнение в общем виде: В нашем случае скоростными напорами в сечениях пренебрегаем, т.к их значение близко к (избыточное давление на поверхности воды в резервуарах отсутствует). Потери напора складываются из потерь напора по длине и суммы местных потерь напора: Недостающий коэффициент сопротивления выхода из трубопровода принимаем по справочнику [4]. Из формулы  в первом приближении к искомой величине определим скорость и площадь сечения трубопровода, пренебрегая сопротивлением по длине Откуда скорость:  Площадь живого сечения: откуда диаметр: Примем стандартный диаметр с площадью Коэффициент трения λ назначим условно по квадратичной зависимости: пользуясь формулой Никурадзе, при находим по таблице [4] значение  Уточним скорость: Найдем потери напора: потери напора превышают допустимые, поэтому выбираем больший диаметр и проводим все вышеуказанные расчеты: Примем стандартный диаметр с площадью  Коэффициент трения λ назначим условно по квадратичной зависимости: пользуясь формулой Никурадзе, при находим по таблице (справочник) значение Уточним скорость: Найдем потери напора: потери напора находятся в допустимых пределах, следовательно, диаметр подобран верно. Решим задачу графоаналитическим методом при помощи кривой взаимозависимости между высотой напора Н и диаметром d трубопровода: Для этого: 1. Зададимся значением диаметра трубопровода Вычислим площадь живого сечения трубопровода Вычислим скорость движения воды в трубопроводе Определим число Рейнольдса по формуле: кинематическая вязкость жидкости при данной температуре. Режим течения – турбулентный. 5. Коэффициент гидравлического трения при турбулентном режиме можно определить по универсальной формуле Альтшуля:  Определим напор Н, который необходим для выполнения условий по расходу Q, если диаметр трубопровода равен Необходимо увеличить диаметр. Повторим вычисления по пунктам 1–6 при других значениях диаметра трубопровода. При ламинарном режиме движения жидкости для определения коэффициента трения воспользуемся формулой Пуазейля. Результаты вычислений сведем в таблицу 1. Таблица 1 – Результаты расчетов Диаметр трубопров Площадь живого сечения Скорость воды в трубопрово Число Рейнольдс гидравлического трения  данным таблицы 1 строим график зависимости (рисунок 8) и по значению напора находим диаметр трубопровода Принимаем стандартный диаметр Для построения пьезометрической и напорной линий выбираем вспомогательные вертикали по концам труб одинакового диаметра и осям местных сопротивлений. Проводим линию первоначальной энергии (напора), вниз на каждой последующей вертикали откладываем гидравлические потери, рассчитанные между этими вертикалями. Через полученные точки проводим линию, которая является напорной линией. Если на каждой вертикали вниз от ранее отмеченных точек откладывать значения кинетических энергий получим пьезометрическую линию. Она параллельна напорной линии и находится ниже ее. Ответ: