Курсовая работа
по гидравлике
«Определение диаметра трубопровода»
Москва
2009
Задача 1.
Построение эпюр гидростатического давления на плоскую поверхность А.
Гидростатическое давление распределяется в объёме по линейному закону. Силы давления направлены перпендикулярно к стенке, а уравнение, описывающее распределения по глубине, - прямая.
Эпюра гидростатического давления будет выглядеть следующим образом:
P=ρgh1
h1=2.5 м
P=ρgH1=1000*9.81*2.5= 24.525 kН/м
Задача 2.
Графическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и центр давления А на 1п. метр.
Силу гидростатического давления определяем по формуле:
Задача 4.
Определение размера диаметра короткого трубопровода при истечении под уровень.
Чтобы определить диаметр будем использовать следующие формулы:
Q=µw2; w=; v=; µw=; µ=; Reкв=21.6C; C=×; y=;
Re=;
Где Q-расход
w - площадь живого сечения трубы
v- cредняя скорость движения потока жидкости в сечении
µ- коэффициент расхода системы
Re- число Рейнольдса
C- коэффициент Шези
𝜈- коэффициент кинематической вязкости, равен 0.00000131 при температуре 10 °С
𝛥- шероховатость труб
- относительная гладкость труб
𝛴𝜉мс=𝜉вх +2𝜉пл+𝜉кр+𝜉луд=0.5+2×0.21+0.29+0.12=1.33
Рассчитаем для
d
=0.1 м
w===0.007854
v===3.8197
Re====341040
R==0.025 м
С===39.848
Reкв=21.6C=21.6=57381.12
ReReкв, следовательно 4 зона движения, а значит
=0.049
𝛌=0.049=40.034
µ===0.1536
µw=0.1536×0.007854 =0.0012064
для
d
=0.2 м
w===0.0314
v===0.955
Re====170536
R==0.05 м
С===45.7733
Reкв=21.6C=21.6=21.6=131827
ReReкв, следовательно 4 зона движения, а значит
=0.037
𝛌=0.037=15.1701
µ===0.239
µw=0.239×0.0313=0.0075046
| d, м |
W |
V |
Re |
Зона движения |
𝛌 |
𝛌 |
𝛴𝜉мс |
µ |
µw |
| 0.1 |
0.007854 |
3.8197 |
341040 |
4 |
0.049 |
40.034 |
1.33 |
0.1536 |
0.0012064 |
| 0.2 |
0.0314 |
0.955 |
170536 |
4 |
0.037 |
15.1701 |
1.33 |
0.239 |
0.0075046 |
Построим график зависимости d от µw
µw= = =0.001928
Стандартный размер берем равным 0.125 м
Задача 3.
Аналитическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и координат центра давления
Суммарную силу давления находим по формуле:
цт×w, где
hцт- глубина до центра тяжести стенки
w-площадь стенки
Координаты центра давления находим по формуле:
,где
-расстояние от свободной поверхности до центра тяжести стенки
– расстояние от свободной поверхности до центра давления
I- момент инерции стенки относительно оси
Так как стенка горизонтальная, центр тяжести совпадает с центром давления
hцт=
hцд=
hцд= hцт
hцт =
w==7.5м
P=
ρ
P=2.5=3750кг
Задача 5.
Построение пьезометрической линии и линии полной удельной энергии по длине трубопровода
dрасч=0.125м
w===0.012265625
v===2.4459
Re====277552.72
R==0.03125м
С==41.6666
Reкв=21.6C=74999.99
Re>Reкв
4 зона движения, а значит:
=0.0452044799
𝛌=0.0452=29.292503
µ===0.17782871
µw=0.1778×0.012265625=0.00218118
Q=µw=0.0308549/с
v===2.5155
=0.3225311
Посчитаем потери по длине на трение hдл:
hдл=𝛌×=0.04520.3225311=9.4477432 м
потери на входе: hвх=𝜉вх×=0.5×0.3225311=0.1612655 м
потери на поворотах: hпл=2×𝜉пл×=2×0.21×0.3225311=0.135463 м
потери на прохождение крана: hкр=𝜉=кр×=0.29×0.3225311=0.053534 м
потери на прохождение задвижки Лудло:
hлуд=𝜉луд×=0.12×0.3225311=0.0387037 м
hмс=hвх+hпл+hкр+ hлуд =0.161265+0.135463+0.053534+0.0387037=0.3869662 м
hw=hдл+hмс=9.4477432 + 0.3869662 =9.8367094 м
H=hw+=9.8367094 + 0.3225311=10.15924 м
При расчете погрешность составила меньше 0.39%, следовательно, диаметр трубы выбран правильно.
Строим график
Задача 6.
Определение времени опорожнения резервуара в пределах заданных отметок
t====1458.439 c=24.31 мин