Указания к выполнению работы
Задачи на расчет простого трубопровода можно разбить на три типа. Приводим порядок их решения.
I
тип. Даны расход жидкости Q в трубопроводе;
все размеры (l,
d,
);
шероховатость труб; давление в конечном
сечении (для всасывающих трубопроводов
— в начальном) и свойства жидкости (
,
).
Местные сопротивления либо заданы
коэффициентами
или эквивалентными длинами
,
либо оцениваются по справочным данным.
Требуется найти потребный напор .
По Q, d находится число Рейнольдса и определяется режим течения.
При ламинарном режиме искомый напор находится по формулам (2.10) и (2.11).
При
турбулентном режиме задача решается с
помощью формул (2.10) и (2.12) с использованием
формул (2.4) или (2.5) в зависимости от
шероховатости труб.II т и п. Даны напор
,
который будем называв полагаемым, и все
величины, перечисленные в I типе, кроме
расхода Q.
Так
как число Рейнольдса в данной задаче
подсчитать нельзя, то поступить можно
двояко. Либо задаться режимом течения,
основываясь на роде жидкости — значении
вязкости (вода, бензин, керосин — режим
обычно турбулентный; масла — ламинарный)
— с последующей проверкой режима после
решения задачи и определения числа
Рейнольдса по формулам (2.10) и (2.11) выразить
расход через критическое число Рейнольдса
и определить
,
соответствующее смене режима. Сравнив
с
,
однозначно опрдeляем
режим течения.
При ламинарном режиме течения задача решается просто с помощью формул (2.10) и (2.11).
При
турбулентном режиме в уравнениях (2.10)
и (2.12)содержатся две неизвестные Q
и
,
зависящие от числа Рейнольдса. Поэтому
для решения задачи рекомендуется метод
последовательных приближений. Для этого
в первом приближении следует задаться
коэффициентом
(например,
)
или, если задана шероховатость
,
определить его из (2.5) при
.
Обычно бывает достаточно второго
приближения.
III тип. Даны расход Q, располагаемый напор и все величины, перечисленные ранее, кроме диаметра трубопровода d.
Так
как число Рейнольдса, как и в предыдущей
задаче подсчитать нельзя, то режимом
течения либо задаются, л1
по формулам
(2.10) и (2.11) выражают диаметр через
критическое число Рейнольдса и определяют
,
соответствующее смене режима. Сравнивая
и
,
определяют режим течения.
При ламинарном режиме задача решается просто на основании формул (2.10) и (2.11).
При
турбулентном режиме задачу решают
графически. Для этого задаются рядом
значений диаметра d
и по ним подсчитывают
.
Затем строят график
и по нему, зная
,
определяют d.
Задачи на параллельные трубопроводы решаются с помощью системы уравнений (2.14). Выразив суммарные потери напора через сопротивления трубопроводов k и расходы Q в степени т (где m=1 или т =2 В зависимости от режима), всегда можно составить систему уравнений, число которых равно числу параллельных участков.
Типичная задача на параллельные трубопроводы: дан расход в точке разветвления, а требуется найти расходы параллельных трубопроводов.
Для разветвленного трубопровода число неизвестных в системе уравнений (2.14) на единицу больше числа ветвей потому, что добавляется потребный напор в точке разветвления, но и в этом случае число уравнений соответствует числу неизвестных.
При графоаналитическом расчете сложных трубопроводов сдует руководствоваться изложенными выше методами.
3. Объекты и средства выполнения работы
Объектом исследования является цилиндрическая оболочка с жидкостью, основные параметры которой приведены в таблице 1. К оболочке присоединен трубопровод, состоящий из 3-х последовательно соединенных участков, имееющих соответственно диаметры d и длину L.
Для выполнения работы студент должен иметь линейку, карандаш, лист миллиметровой бумаги, ПЭВМ.