По трубопроводу диаметром d и общей длиной L насос подает жидкость на высоту h1 в количестве Q

По трубопроводу диаметром d и общей длиной L насос подает жидкость на высоту h1 в количестве Q. Определить давление рн нагнетания насоса и вакуум рвак в сечении С, расположенном выше выходного сечения трубопровода на h2 (длина участка трубопровода между этими сечениями l). Температура жидкости tº. Построить график напора.

Дано: жидкость – вода, t = 35 ºС,
Q = 10 л/с, d = 100 мм, h1 = 15 м, h2 = 4,2 м,
L = 125 м, l = 20 м, материал труб –
алюминий холоднотянутый
рн = ? рвак = ?
Решение.
Определим давление нагнетания насоса рн. Давление будет складываться из потерь напора по длине трубопровода и высоты, на которую нужно поднять воду.
рн =(hL + (h1+ h2))∙ρ∙g
ρ35 = 993 кг/м3– плотность воды при данной температуре, [1.с.6] , [3]
Потери напора складываются из потерь напора по длине и суммы местных потерь напора. Так как, в условии задачи не сказано о местных сопротивлениях, то принимаем их значение в размере 10% потерь по длине hL.

,
где λ – коэффициент трения;
Для определения коэффициента трения необходимо установить режим движения жидкости в трубопроводе.
Для этого вычислим число Рейнольдса:

где ν – коэффициент кинематической вязкости, ν = 0,705 ∙10-6 м2/с, по справочнику [1. с.9] или по формуле Пуазейля:

υ – средняя скорость движения жидкости в трубопроводе,

Режим движения жидкости – турбулентный, т.к. число Рейнольдса больше критического значения (2320)
При турбулентном режиме движения жидкости нужно определять составной критерий:
,
где – абсолютная шероховатость. Для данной трубы по справочнику выбираем шероховатость, равную 0,03 мм.

следовательно, коэффициент определяем по формуле Альтшуля:

рн =(hL + (h1+ h2))∙ρ∙g = (+(h1+ h2))∙ρ∙g =
Для определения рвак составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и С относительно плоскости сравнения 0-0.

Уравнение в общем виде запишется:

z- высота центра тяжести сечения над плоскостью сравнения 0-0, м;
– пьезометрическая высота, м;
– скоростная высота или скоростной напор, м;
hпот – потерянная высота или потери напора при перемещении жидкости от сечения 1-1 до сечения С, м;
Для нашего случая уравнение перепишется в виде:

Потери напора на участке длиной l:

2
1
Для построения графика напора нужно в сечении 1-1 вверх от плоскости сравнения 0-0 отложить величину рн/γ = 204751/(993∙9,81) = 21 м. Далее проводим линию (тонкую) до сечения С. В сечении С откладываем вниз потери напора по длине на участке (L-l): 21– 1,53 = 19,47 м. Здесь же откладываем вниз потери напора в колене схематично, т.к. это не известная величина. Проводим линию до сечения 2-2. В сечении откладываем величину потерь на участке l: 19,47 – 0,29 = 19,18 м. Построенная линия – напорная. Пьезометрическая линия пойдет ниже напорной на величину скоростного напора (0,082м) и параллельно ей.

2
1

На странице представлен фрагмент работы. Его можно использовать, как базу для подготовки.

Заказать полное решение

Часть выполненной работы