Курсове завдання
по аерогідродинаміці
Тема "Розрахунок гідросистеми"
резервуаргідросистема розрахунок
Схема гідромережі
Вихідні дані:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
см;
;
;
; 0.1 c
k - номер групи, i - номер студента в групі.
Труби сталеві. Рідина- Вода. t = 20 В°
1. Для заданогосекундного витрати Q 3 необхідно знайти витрати Q 1 і Q 2 і сумарний витрата Q , а також початковий рівень в резервуарі H H .
2. Знайти витрата Q для рівня H = 0,75 H H .
3. Знайти середнє значеннякоефіцієнта витрати mдля цих двох випадків і визначити час часткового спорожнення резервуара від H H до H К = 0,75 H H .
4. Обчислити величинупідвищення тиску в початковій фазі гідроудару для трьох випадків часузакриття.
Знайдемо числові значеннязаданих величин d тр , l 3 , Q 3 та інших.
1. З рівності втрат в гілках 1,2,3маємо:
Висловлюючи витрати Q 1 і Q 2 через Q 3 ми можемо записати вираз дляповної витрати:
Нам невідомікоефіцієнти
K
1 , K 2 , K 3 ,,
швидкість в 3-й гілки:
м/с ,
число Рейнольдса:
,
,
це 5 зона
обчислюємо за формулоюШіфрінсона:
,
Длязнаходження K 1 , спочатку приймемо в 5 зоні:
,
,
л/с ,
м/с ,
,
входитьв 5 зону, приймаємо витрата Q 1 =0,031 м 3 /с.
Знайдемодля K 2 в 5 зоні:
,
,
м 3 /з ,
м/с ,
,
входитьв 5 зону
Загальна витрата:
м 3 /з ,
м/с
Запишемо рівнянняБернуллі для початкового перетину H H наповненого резервуару і перетину виходу води:
У цьому рівнянні ми неврахували незначні втрати на тертя в місцях розгалуження труб
;;;;
;
;
За таблицями знаходимо:
;
;;
Знаходимо
:;
Так як
,
значить беремо в 5 зоні м/с
Знайдемо швидкість врозширеній частині труби з рівності витрат:
;
;
,
обчислюємо в 5 зоні за формулою Шіфрінсона
,
для турбулентного потоку
Знайдемо витрата для рівня м .
Рівняння Бернуллі дляперетинів на рівні і перерізі виходу води з труб буде мати вигляд:
Так як
,
Але
,
Тоді і рівнянняБернуллі прийме вид:
Дозволяємо це рівняннящодо швидкості в трубі:
Маємо коефіцієнтигідравлічного тертя в 5 зоні:
,
,
для розгалуження
,
,
Підрахуємо витратніхарактеристики розгалужень в першому наближенні
,
,
Підставимо ці значення ввираз для знаходження швидкості в трубі:
,
м/с
Число Рейнольдса
,
,
входить в 5 зону
м/с ,
,
,
входить в 5 зону
Витрата
,
Звідси
,
,
,
входить в 5 зону
З рівності втратзнаходимо швидкості в 1 і 2 гілках
,
Звідси висловлюємо і через:
м/с ,
,
,
входить в 5 зону
Аналогічно
м/с ,
,
,
входить в 5 зону
Таким чином рухрідини на всіх ділянках мережі відбувається в області 5 квадратическогоопору і тому приймаємо м/с .
Витрата
м 3 /з
3. Знайдемо середнє значення коефіцієнта витрати для цих двохвипадків (при і):
а) при м :
дійсний витрата м 3 /з
теоретичний витрата
м 3 /з
коефіцієнт витрати
;
б) при м :
дійсний витрата м 3 /з
теоретичний витрата
м 3 /з
коефіцієнт витрати
Знайдемо час спорожненнярезервуара від до
Час спорожненнявизначається за формулою:
,
,
але,
Тоді:
Підставляючи значення с. хв. годину.
4. Обчислимо величинупідвищення тиску в початковій фазі гідроудару
Швидкість поширеннязбурень по трубі
м/с ,
для сталі і води, м/с ,тоді підрахуємо величину
Якщо, тоді гідроудар буденепрямим для заданих часів закриття, підвищення тиску при гідроудару обчислюємоза формулою
Якщо
,
Те
,
гідроудар прямий
1) з
при Па ,
при Па
2) з
при Па ,
при Па
3) з
при Па ,
при Па
