Пример применения уравнения Бернулли для расчета расхода через диафрагму

Нормальная диафрагма – отверстие с достаточно острой кромкой для измерения расхода жидкости или газа в трубе (рис. 4.27). Измерение проводится при помощи определения разности давлений до диафрагмы и в сечении с минимальным диаметром. Необходимо определить расход газа через нормальную диафрагму, если ее диаметр d = 5 мм, диаметр трубы D = 100 мм, перепад давления по дифференциальному манометру: h = 10 мм. рт.ст.

Рис. 4.27. К примеру определения расхода при истечении

Ответ: Расход через диафрагму м3/с.

Лекция 5.
Практическое применение законов гидравлики

Основные понятия: короткий трубопровод; полный напор; пьезометрический напор; магистральный трубопровод; последовательное и параллельное соединение простых трубопроводов; транзитный расход; непрерывная раздача расхода по пути; гидравлический удар; гидравлический таран.

 

Вопросы, на которые необходимо найти ответ в ходе изучения темы:

  1. Что является целью расчета короткого трубопровода?
  2. Какой трубопровод считается коротким?
  3. Какие типовые задачи расчета короткого трубопровода Вы знаете?
  4. Какое уравнение используется при расчете коротких трубопроводов?
  5. Какие требования необходимо выполнить при выборе расчетных сечений?
  6. Что называют плоскостью сравнения?
  7. Что необходимо определить в начале расчета короткого трубопровода?
  8. Какой режим движения жидкости принимается, если неизвестен расход?
  9. Как определяются потери напора если трубопровод имеет участки с разными диаметрами?
  10. Приведите пример короткого трубопровода?
  11. Как определить коэффициент гидравлического трения если расход неизвестен?
  12. Какую скорость используют при расчете местного сопротивления?
  13. Как определяются полный и пьезометрический напоры?
  14. Какие сечения необходимо выбрать при построении линий полного и пьезометрического напоров?
  15. Каков порядок построения линий полного и пьезометрического напоров?
  16. Каков порядок определения потерь напора по длине?
  17. Что называется простым трубопроводом?
  18. Почему при расчете длинных трубопроводов пренебрегают потерями на местных сопротивлениях?
  19. Как определяют потери напора по длине в длинных трубопроводах?
  20. Что называют модулем расхода?
  21. Что называют требуемым напором, как его определить?
  22. Как определить величину статического напора?
  23. В чем отличие расчета трубопроводов при их параллельном и последовательном соединении?
  24. Каковы особенности расчета трубопроводов при непрерывной раздаче расхода по пути?
  25. Какова особенность расчета разветвления?
  26. Почему возникает гидравлический удар в трубопроводах?
  27. От чего зависит повышение давления при гидравлическом ударе?
  28. От каких параметров зависит скорость распространения гидравлического удара?
  29. Чем прямой гидравлический удар отличается от непрямого?
  30. Как рассчитать повышение давления при прямом и непрямом гидравлическом ударе?
  31. Как рассчитать время закрытия задвижки в магистральном трубопроводе?
  32. Каков принцип действия гидравлического тарана?
  33. Как избежать гидравлический удар в водопроводных сетях внутри здания?
  34. Почему при расчете длинных трубопроводов пренебрегают потерями на местных сопротивлениях?

 

Практические задачи:

Задача 5-1, 6

Определить расходы в ветвях 1, 2, 3 и повышение давления на участке ВС при гидравлическом ударе в случае мгновенного закрытия задвижки в точке С. Параметры участков: l1 = ll, d1 = d; l2 = 3/4l, d2 = 3/2d; l3 = 4/3l, d3 = d/2; lBC = 2l, dBC = 2d. Напоры: в точке А НА = 40 м, в точке В НВ = 5 м. Трубы стальные, новые, толщиной δ = 6 мм. Длина труб 1 = м, диаметр d = 5 мм.

Рис. 5.1. К задаче 5-1, 6

Задача 5-2, 7

От напорного бака идет магистральный трубопровод длиной l1 = 1,5l. В точке В магистраль разветвляется на две ветви: ВС с расходом QС = 1,5Q и BD с расходом QD = Q = 50 л/с. Длины участков: l2 = ll, l3 = 1,1l (l = м, d = 5´мм). Отметки земли: C = D. Определить напор в напорном баке, величину давления на участке АВ при мгновенном закрытии задвижки в точке В, если толщина стенки трубы δ = 6 мм.

Рис. 5.2. К задаче 5-2, 7

Задача 5-3,8

Какое давление должен создать насос в точке А для обеспечения расхода непрерывной раздачи по пути q = 0,05 л/с на 1 п.м, если = 120 м, = 5 мм, а длина и диаметр на участке ВС в два раза меньше, чем на участке ВС? Давление в точке С не должно быть меньше 2 атм. Насколько повысится давление при гидравлическом ударе на участке АВ, если толщина стенки трубы δ = 4 мм?

Рис. 5.3. К задаче 5-3, 8

Задача 5-4, 9

Определить отметку водонапорной башни , если сеть состоит из новых чугунных труб. Параметры участков: = 2l, = 1,25d; = l, = d; = 1,5l, = d; длина магистрального трубопровода l = 2,5l, диаметр d = 20. Свободный напор Нсв = 10 м. Расход Q = 50 л/с. Насколько повысится давление на участке А-2 при мгновенном закрытии задвижки в точке 2,если = 1/2l Труба толщиной δ = 4 мм (l = 200 м, d =5мм).

Рис. 5.4. К задаче 5-4, 9

Задача 5-5,10

Из резервуара А вода подается в разветвленную сеть. На одном из участков имеется путевой объемный расход воды q = 0,03 л/с. Трубы чугунные. Определить распределение расхода в ветвях трубопровода с расходом = 1,6 л/с, на параллельных участках. На какой высоте должен находиться резервуар А для самотечной подачи воды в пункты В и С, если расход = 50 л/с (l = 400 м, d = 5 мм).

Рис.5.5. к задаче 5-5, 10