Расчёт гидросистемы

СОДЕРЖАНИЕ: Уравнение Бернулли для начального сечения наполненного резервуара. Скорость распространения возмущений по трубе. Коэффициент гидравлического трения. Расходные характеристики разветвлений. Величина повышения давления в начальной фазе гидроудара.

Курсовое задание

по аэрогидродинамике

Тема Расчёт гидросистемы

резервуар гидросистема расчет


Схема гидросети

Исходные данные:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

см;

;

;

; 0.1 c

k – номер группы, i – номер студента в группе.

Трубы стальные. Жидкость - вода. t = 20 °

1. Для заданного секундного расхода Q 3 необходимо найти расходы Q 1 иQ 2 и суммарный расход Q , а также начальный уровень в резервуаре HH .

2. Найти расход Q для уровня H = 0,75 HH .

3. Найти среднее значение коэффициента расхода m для этих двух случаев и определить время частичного опорожнения резервуара от HH до H К = 0,75 HH .

4. Вычислить величину повышения давления в начальной фазе гидроудара для трёх случаев времени закрытия.

Найдём числовые значения заданных величин dтр , l 3 , Q 3 и остальных.

1. Из равенства потерь в ветвях 1,2,3 имеем:

Выражая расходы Q 1 иQ 2 через Q 3 мы можем записать выражение для полного расхода:

Нам неизвестны коэффициенты

K 1 ,K 2 , K 3 , ,

скорость в 3-й ветви:

м/с ,

число Рейнольдса:

,

,


это 5 зона

вычисляем по формуле Шифринсона:

,

Для нахождения K 1 , сначала примем в 5 зоне:

,

,

л/с ,

м/с ,

,

входит в 5 зону, принимаем расход Q 1 = 0,031 м3 /с.

Найдём для K 2 в 5 зоне:

,

,

м3 ,

м/с ,

,

входит в 5 зону

Общий расход:

м3 ,

м/с

Запишем уравнение Бернулли для начального сечения HH наполненного резервуара и сечения выхода воды:

В этом уравнении мы не учли незначительные потери на трение в местах разветвления труб

; ; ; ;


;

;

По таблицам находим:

;

; ;

Находим

: ;

Так как

,

значит берём в 5 зоне м/с


Найдём скорость в расширенной части трубы по равенству расходов:

;

;

,

вычисляем в 5 зоне по формуле Шифринсона

,

для турбулентного потока

Найдём расход для уровня м .

Уравнение Бернулли для сечений на уровне и сечении выхода воды из труб будет иметь вид:

Так как

,

Но


,

Тогда и уравнение Бернулли примет вид:

Разрешаем это уравнение относительно скорости в трубе:

Имеем коэффициенты гидравлического трения в 5 зоне:

,

,

для разветвления

,

,

Подсчитаем расходные характеристики разветвлений в первом приближении

,

,

Подставим эти значения в выражение для нахождения скорости в трубе:

,

м/с

Число Рейнольдса

,

,

входит в 5 зону

м/с ,

,

,

входит в 5 зону

Расход

,

Отсюда

,

,

,

входит в 5 зону

Из равенства потерь находим скорости в 1 и 2 ветвях


,

Отсюда выражаем и через :

м/с ,

,

,

входит в 5 зону

Аналогично

м/с ,

,

,

входит в 5 зону

Таким образом движение жидкости на всех участках сети происходит в области 5 квадратического сопротивления и поэтому принимаем м/с .

Расход

м3

3. Найдём среднее значение коэффициента расхода для этих двух случаев (при и ):

а) при м :

действительный расход м3 ;

теоретический расход

м3 ;

коэффициент расхода

;

б) при м :

действительный расход м3 ;

теоретический расход

м3 ;

коэффициент расхода


Найдём время опорожнения резервуара от до

Время опорожнения определяется по формуле:

,

,

но ,

Тогда:


Подставляя значения с. мин. час.

4. Вычислим величину повышения давления в начальной фазе гидроудара

Скорость распространения возмущений по трубе

м/с ,

для стали и воды, м/с , тогда подсчитаем величину

Если , тогда гидроудар будет непрямым для заданных времён закрытия, повышение давления при гидроударе вычисляем по формуле

Если

,

То

,

гидроудар прямой

1) с

приПа ,

приПа ;

2) с

приПа ,

приПа ;

3) с

приПа ,

приПа ;

Скачать архив с текстом документа