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
/с
,
м/с
,
,

входит в 5 зону
Общий расход:
м3
/с
,
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
/с
3. Найдём среднее значение коэффициента расхода для этих двух случаев (при и ):
а) при м
:
действительный расход м3
/с
;
теоретический расход
м3
/с
;
коэффициент расхода
;
б) при м
:
действительный расход м3
/с
;
теоретический расход
м3
/с
;
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
при Па
,
при Па
;
2) с
при Па
,
при Па
;
3) с
при Па
,
при Па
;
|