Дюкер

Определение диаметра труб а. Построение напорной и пьезометрической линии. Нахождение разности уровней воды в подводящем и отводящем участках канала

Курсовая работа Еронько Ирины 3016/I группы

МВ и ССО РФ

Санкт-Петербургский Государственный технический университет

Гидротехнический факультет, кафедра гидравлики

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1996

Cодержание

1. Определение диаметра труб дюкера ( для случая , когда работает только одна труба дюкера)

2. Построение напорной и пьезометрической линии ( для случая , когда работает только одна труба дюкера )

3. Нахождение разности уровней воды в подводящем и отводящем участках канала ( для случая , когда работают обе трубы дюкера )

Литература

1. Определение диаметра труб дюкера ( для случая , когда работает только одна труба дюкера ) .

Свяжем уравнением Бернулли сечения 1-1 и 2-2 нашей системы . В общем виде оно выглядит следующим образом :

Дюкер ,     ( 1.1 )

где Дюкер, Дюкер- превышения над плоскостью сравнения 0-0 сечения 1-1 и 2-2 соответственно , м ;Дюкер , Дюкер - гидродинамические давления в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно , Па ;Дюкер - удельный вес жидкости , Н/м3 ;Дюкер ,Дюкер - коэффициенты ( коррективы ) кинетической энергии ( коэффициенты Буссинеска ) для сечения 1-1 и 2-2 соответственно ; Дюкер , Дюкер - средние скорости в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно , м/с ;Дюкер- ускорение свободного падения , м/с2 ;Дюкер - полная потеря напора , м .

В нашем случае отдельные члены , входящие в это уравнение имеют следующие значения : Дюкер ; Дюкер ; Дюкер ; Дюкер ,

где Дюкер- наибольшая допустимая разность уровней воды в подводящем и отводящем участках канала , м .

Подставляя наши данные в уравнение ( 1.1 ) , получаем :

Дюкер         ( 1.2 )

Полная потеря напора Дюкер может быть выражена иначе :

Дюкер ,         ( 1.3 )

где Дюкер - полный коэффициент сопротивления трубы; Дюкер - скорость в трубе, м/с .

Подставим в выражение ( 1.2 ) выражение ( 1.3 ) , имеем :

Дюкер        ( 1.4 )

и , следовательно ,

Дюкер ,        ( 1.5 )

откуда

ДюкерwДюкер ,        ( 1.6 )

где Дюкер- расход жидкости в трубе , м3/с ;Дюкер - коэффициент расхода ; w - площадь поперечного сечения трубы , м2 .

Полный коэффициент сопротивления трубы равен :

Дюкер,        ( 1.7 )

где Дюкер - сумма местных коэффициентов сопротивления; Дюкер - коэффициент сопротивления по длине .

В нашем случае имеют место следующие местные коэффициенты сопротивления :

Дюкер ,       ( 1.8 )

где Дюкер - коэффициент сопротивления входной решетки ; Дюкер - коэффициент сопротивления при резком повороте ; Дюкер - коэффициент сопротивления выхода .

Коэффициент сопротивления по длине равен :

Дюкер ,         ( 1.9 )

где Дюкер - коэффициент гидравлического трения ; Дюкер- длина трубы , м ;Дюкер - диаметр поперечного сечения трубы , м .

Подставляем формулы ( 1.8 ) и ( 1.9 ) в выражение ( 1.7 ) , имеем :

Дюкер      ( 1.10 )

Найдем значения местных коэффициентов сопротивления :

а) коэффициент сопротивления входной решетки ищем по формуле Киршмера :

Дюкер ,      ( 1.11 )

где Дюкер - средняя скорость перед решеткой , м/с ; Дюкер - потеря напора решетки , м ; Дюкер - коэффициент, принимаемый по таблице 4-22 /1, с.202/ , в зависимости от формы поперечного сечения стержней решетки ( принимаем тип стержней - №1 , соответствующее ему значение Дюкер= 2.34 ) ; Дюкер,Дюкер - толщина стержней и ширина просвета между ними соответственно ( принимаем Дюкер=1 ) ; Дюкер - угол наклона стержней решетки к горизонту ( принимаем Дюкер = 90° ) .

По формуле ( 1.11 ) получаем :

Дюкер;

б) коэффициент сопротивления при резком повороте ищется по формуле :

Дюкер ,        ( 1.12 )

где Дюкер и Дюкер - эмпирические коэффициенты , принимаемые по таблице 4-6 и 4-7 /1, с.196/ , в зависимости от угла поворота трубы ( для заданного в задании угла поворота трубы Дюкер = 45° ,Дюкер= 1.87 и Дюкер= 0.17 ) .

По формуле ( 1.12 ) получаем :

Дюкер;

в) коэффициент сопротивления выхода принимаем равным 1 :

Дюкер .

ДиаметрДюкерпоперечного сечения трубы находится графическим способом , поскольку от величиныДюкерзависят : площадь живого сечения w ; коэффициент гидравлического трения Дюкер, ReD )

( гдеДюкер - относительная шероховатость Дюкер и число Рейнольдса ReD =vДюкер ( Дюкер - кинематический коэффициент вязкости , м2/с )) , а также некоторые коэффициенты местных сопротивлений . График зависимости диаметра Дюкер поперечного сечения трубы от известного произведения строится по результатам вычислений , выполненных в таблице 1.1 .

Таблица 1.1 “ Параметры трубопровода “

D ,м w ,м2 v ,м/с ReD

Дюкер

l zl åzj mT mT w ,м2
0.3 0.071 39.43 9.06 .106 0.0100 0.0435 6.96 4.61 0.294 0.021
0.6 0.283 9.89 4.54 .106 0.0050 0.0300 2.40 4.61 0.378 0.107
0.9 0.636 4.40 3.03 .106 0.0033 0.0265 1.41 4.61 0.408 0.260
1.2 1.131 2.48 2.28 .106 0.0025 0.0250 1.00 4.61 0.422 0.477
1.5 1.767 1.58 1.81 .106 0.0020 0.0235 0.75 4.61 0.432 0.763

 Пример расчета одной строки таблицы ( для Дюкерм ):

а) площадь поперечного сечения трубы ищется по формуле :

w = Дюкерм2 ;      ( 1.13 )

б) средняя скорость жидкости рассчитывается по формуле :

Дюкер ,      ( 1.14 )

где Q - расчетный расход дюкера ( из задания Q = 2.8 м3/ с ) ;

в) число Рейнольдса считается по формуле :

ReD=Дюкер,      ( 1.15 )

гдеДюкер - кинематический коэффициент вязкости , принимаемый по таблице 4-1 /1, с.138/ в зависимости от температуры жидкости , м2/с ( принимаем температуру воды t°=10°C , соответствующее этой температуре значение Дюкер) ;

г) относительную шероховатость считаем по формуле :

Дюкер ,       ( 1.16 )

где Дюкер- шероховатость трубы , принимаемая по таблице 4-2 /1, с.166/ в зависимости от качества трубы , м ( принимаем качество трубы “ грубое ” , соответствующее значениеДюкер ).

д) коэффициент гидравлического трения принимаем по графику Кольбрука ( рис. 4-25 /1, с.163/ ) в зависимости от числа Рейнольдса и относительной шероховатости . Числу Рейнольдса ReD= =Дюкери относительной шероховатостиДюкер соответствует коэффициент гидравлического трения Дюкер;

е) коэффициент потери напора по длине ищется по формуле ( 1.9 ) :

Дюкер;

ж) cумму местных коэффициентов потери напора ищется по формуле ( 1.8 ) , применяя значения , найденные выше :

Дюкер;

з) коэффициент расхода ищем по формуле :

Дюкер ,        ( 1.17 )

где полный коэффициент расходаДюкер ищется по формуле ( 1.7 ) :

Дюкер

Дюкер;

и) произведение коэффициента расхода и площади поперечного сечения находим :

Дюкерw = Дюкерм2 ;

По данным таблицы 1.1 строим график зависимости произведения коэффициента расхода и пло-щади поперечного сечения от величины диаметра поперечного сечения ( рис.1.1 ) .

По данным в задании величинам расхода жидкости и допустимой разности уровней можем найти необходимое значение произведения коэффициента расхода и площади поперечного сечения :

(Дюкерw)необх=Дюкер=Дюкер   ( 1.18 )

По графику , изображенному на рисунке 1.1 , необходимому значению произведения коэффициента расхода и площади поперечного сечения соответствует значение диаметра поперечного сечения трубы Дюкер.

2. Построение напорной и пьезометрической линии ( для случая , когда работает только одна труба дюкера ) .

Прежде чем строить напорную и пьезометрическую линии следует отметить , что найденное в результате расчета в п.1 значение диаметра трубы следует округлить до ближайшего большего сортаментного значения ( поскольку трубы выпускаются промышленностью только сортаментных диаметров ) . По таблице 6-2 /1, с.260/ принимаем ближайшее большее сортаментное значение - Дюкер.

Так как мы приняли значение диаметра по сортаменту ( больший , чем требовалось по расчету ) , мы соответственно увеличиваем пропускную способность трубы . Это означает , что эта труба будет пропускать заданный расход , но при разности уровней , меньшей , чем заданная . Поэтому нужно рассчитать действительную разность уровней воды Zдейств по формуле :

Дюкер        ( 2.1 )

для нахождения площади поперечного сечения и коэффициента расхода производим расчеты , аналогичные выполненным в таблице 1.1 , для диаметра поперечного сечения Дюкерм :

а) площадь поперечного сечения трубы ищется по формуле ( 1.13 ) :

w = Дюкерм2 ;     

б) средняя скорость жидкости рассчитывается по формуле ( 1.14 ) :

Дюкер

в) число Рейнольдса считается

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: