Определение повышения давления в трубопроводе при нагреве воды и закрытых задвижках на концах участка. Определение силы гидростатического давления воды

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра: «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Выполнила ст-ка: Полевова О.А.

Задача №1: Определить повышение давления в трубопроводе при нагреве воды на t o C и закрытых задвижках на концах участка.

Задача №2: Построить эпюру избыточного гидростатического давления воды на стенку плотины ломаного очертания. Определить силу давления воды на 1м ширины вертикальной и наклонной частей плотины (рис.1) и точки их приложения, если: h — глубина воды; hAB — высота вертикальной части стенки АВ; α = 30 о — угол наклона стенки ВС к горизонту.

Задача №4: Определить силу гидростатического давления воды, действующую на затвор и угол наклона к горизонту линии действия этой силы.

Задача №5: Определить давление воды p2 в широком сечении трубопровода (сечение 2-2), если давление в узкой его части (сечение 1-1) равно p1; расход воды, протекающей по трубопроводу Q=7л/с, диаметр труб узкого и широкого сечения соответственно d1 и d2. Режим движения воды в трубопроводе — турбулентный.

Задача №6: Определить максимально допустимую высоту расположения оси насоса над уровнем воды в колодце hН, разность уровней воды в водоёме и в колодце z.

Построить напорную и пьезометрическую линии для самотечной трубы

Участок трубопровода заполнен водой при атмосферном давлении.

Определить повышение давления в трубопроводе при нагреве воды на 10 o C и закрытых задвижках на концах участка.

Примечание: принять коэффициент температурного расширения βt=10 -4 1/ o C, коэффициент объемного сжатия βw=5*10 -10 1/Па.

При решении задачи необходимо воспользоваться коэффициентами объемного сжатия βw и температурного расширения βt.

(1.1)

(1.2)

где ΔW— изменение объёма W, соответствующее изменению давления на величину Δp или температуры на величину Δt.

Используя зависимости (1.1) и (1.2) находим искомую величину Δр при изменении температуры на заданную величину Δt о С = 10 0 С.

Из формулы (1.2)

Из формулы (1.1) =Па

Ответ:при нагреве воды в трубопроводе на 10 о С давление увеличилось на Па.

Построить эпюру избыточного гидростатического давления воды на стенку плотины ломаного очертания. Определить силу давления воды на 1м ширины вертикальной и наклонной частей плотины (см рис.) и точки их приложения, если: h — глубина воды; hAB — высота вертикальной части стенки АВ; α = 30 о — угол наклона стенки ВС к горизонту.

Для построения эпюры избыточного гидростатического давления на стенку АВС следует определить избыточное давление в точках, А, В, С по формуле:

(2.1)

где ρ — плотность воды (ρв = 1000кг/м 3 );

g — ускорение свободного падения (g=9,81м/с 2 );

h — заглубление данной точки под уровень воды, м

При построении эпюры избыточного гидростатического давления следует помнить, что давление всегда направлено перпендикулярно площадке, на которую оно действует.

Сила избыточного гидростатического давления на плоскую стенку вычисляется по формуле:

Где рц.т. — давление в центре тяжести смоченной поверхности, Па (Н/м 2 );

ω — площадь смоченной поверхности, м 2 .

Точка приложения суммарной силы избыточного гидростатического давления D называется центром давления. Положение центра давления определяется по формуле:

(2.3)

где lц.д.— расстояние в плоскости стенки от центра давления до свободной поверхности жидкости, м;

lц.т.— расстояние в плоскости стенки от центра тяжести стенки до свободной поверхности жидкости, м;

ω — площадь смоченной поверхности, м 2 .

I0 — момент инерции смоченной плоской площадки относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести, рассматриваемой площадки.

Момент инерции прямоугольной фигуры:

(2.4)

где b — ширина стенки, b=1м;

1. Определяем избыточное давление в точках А, В и С (по формуле (2.1)):

pВ=1000·9,81·2,5=24525Па= 24,53 кПа

2. Определяем момент инерции наклонной стенки ВС, по формуле

Онлайн расчет потерь напора по длине

Формулы для расчета потерь давления по длине

Данная автоматизированная система позволяет произвести расчет потерь напора по длине online. Расчет производится для трубопровода, круглого сечения, одинакового по всей длине диаметра, с постоянным расходом по всей длине (утечки или подпитки отсутствуют). Расчет производится для указанных жидкостей при температуре 20 град. С. Если вы хотите рассчитать потери напора при другой температуре, или для жидкости отсутствующей в списке, перейдите по указанной выше ссылке — Я задам кинематическую вязкость и эквивалентную шероховатость самостоятельно.

Для получения результата необходимо правильно заполнить форму и нажать кнопку рассчитать. В ходе расчета значения всех величин переводятся в систему СИ. При необходимости полученную величину потерь напора можно перевести в потери давления.

Порядок расчета потерь напора

    Вычисляются значения: средней скорости потока где Q — расход жидкости через трубопровод, A — площадь живого сечения, A=πd 2 /4, d — внутренний диаметр трубы, м числа Рейнольдса — Re где V — средняя скорость течения жидкости, м/с, d — диаметр живого сечения, м, ν — кинематический коэффициент вязкости, кв.м/с, Rг — гидравлический радиус, для круглой трубы Rг=d/4, d — внутренний диаметр трубы, м

Определяется режим течения жидкости и выбирается формула для определения коэффициента гидравлического трения.

    Для ламинарного течения Re<2000 используются формула Пуазеля. Для переходного режима 2000<Re<4000 — зависимость: Для турбулентного течения Re>4000 универсальная формула Альтшуля. где к=Δ/d, Δ — абсолютная эквивалентная шероховатость.

Потери напора по длине трубопровода вычисляются по формуле Дарси — Вейсбаха.

Потери напора и давления связаны зависимостью.

Потери давления по длине можно вычислить используя формулу Дарси — Вейсбаха.

После получения результатов рекомендуется провести проверочные расчеты. Администрация сайта за результаты онлайн расчетов ответственности не несет.

Как правильно заполнить форму

Правильность заполнения формы определяет верность конечного результата. Заполните все поля, учитывая указанные единицы измерения. Для ввода чисел с десятичной частью используйте точки.

Источники:

http://vunivere.ru/work58191

http://www.hydro-pnevmo.ru/ppd_form.php