Класифікація трубопроводів і їх розрахунки
МЕТОДИКИ ІНЖЕНЕРНИХ РОЗРАХУНКІВ
1. Поясніть сутність понять «тонка стінка» і «малий отвір».
2. Поясніть сутність понять «стислий перетин струменя», «отвір з пів
вим і неповним стисненням »,« стиснення вчинене і недосконале ».
3. Від яких факторів залежить продуктивність отвори?
4. Як визначити продуктивність затопленого отвори?
5. Що таке коефіцієнт витрати отвору?
6. Опишіть явище інверсії струменя, наведіть приклади інверсії при ис
Протягом через кругле, квадратне, трикутне отвори.
7. Що таке насадок? Охарактеризуйте види насадков, що застосовуються в техніці.
8. Поясніть, чому продуктивність циліндричного насадка вище
продуктивності отвори такого ж діаметру.
При експлуатації гідравлічних систем виникають два режими (сталий і несталий) руху робочих середовищ: води, палива, мастил, пара, продуктів згоряння палива, повітря і т.д. Перехідний режим характеризується різкою зміною тисків і швидкостей в довільному живому перетині потоку з плином часу. Це можна спостерігати в періоди пуску і зупинки насосів або компресорів, регулювання режиму за допомогою запірно-регулюючої арматури, в процесі циклічної подачі палива або масла в циліндри ДВС. Однак більшість систем переважна кількість часу експлуатується в сталому режимі, тому основні прийоми розрахунків відносяться саме до цього випадку.
Гідравлічні системи - це сукупність труб різного діаметру, які розрізняються характером з'єднання: послідовне, паралельне, розгалужене. Для зручності розрахунків трубопроводи поділяють на прості і складні, короткі і довгі.
Прості трубопроводи є послідовним з'єднанням труб не обов'язково однакового діаметра, за умови постійної витрати рідини по довжині. Складні - це всі інші види з'єднань труб, в тому числі і послідовні зі змінною витратою рідини по довжині.
Короткі трубопроводи - це такі, у яких місцеві втрати співмірні з втратами напору по довжині. При розрахунку довгих трубопроводів місцевими втратами напору можна знехтувати. Базовою розрахунковою залежністю для будь-якої системи є рівняння зв'язку трьох визначальних параметрів: витрати рідини Q (м 3 / с) і напору Н (м), які забезпечує насос, і діаметра трубопроводу d (м). Тому можливі три постановки завдання: розрахувати Н по відомим Q і d; визначити Q по відомим H і d; знайти d по відомим Q і H.
Для визначення необхідного напору підсумовують всі втрати напору
При відомих значеннях витрати (Q) і діаметра трубопроводу (d) швидкість руху рідини можна визначити як, та тоді розрахункова залежність для короткого трубопроводу набуває вигляду
Розрахункова залежність для довгих трубопроводів має більш простий вигляд
Отримане значення напору збільшують зазвичай на 5 ... 8%. Для іншої постановки завдання - визначення Q по відомим H і d, необхідно рівняння (5.2) або (5.3) вирішити відносно Q
Однак у зв'язку з тим, що витрата невідомий, неможливо розрахувати швидкість для визначення коефіцієнта гідравлічного тертя, значенням якого необхідно задатися. Після визначення витрати необхідно перевірити коректність отриманого результату.
Третє завдання - визначення діаметра (d) за відомими значеннями витрати (Q) і напору (Н) - може бути вирішена тільки графоаналітичним методом. Для цього слід вибрати кілька значень d і для кожного з них за допомогою базової залежності (5.2) або (5.3) знайти значення напорів при заданому значенні Q. Після цього будується графік залежності d = f (H), за допомогою якого за відомим значенням напору знаходиться необхідна величина d. Однак труби виготовляються промисловістю відповідно до сортаментом і тому знайдене значення діаметра необхідно збільшити до найближчого більшого по сортаменту.
Сифон - це короткий трубопровід, по якому рідина рухається з яке живить резервуара в приймальну ємність. Особливістю сифона є його здатність піднімати рідину в трубопроводі на висоту h вище її рівня в живильному резервуарі. Принцип дії сифона заснований на створенні
вакууму в верхній частині сифона. Для включення сифона в роботу необхідно попередньо заповнити його рідиною або створити в ньому вакуум за допомогою спеціального вакуум-насоса. Розрахунок сифона полягає у визначенні його продуктивності або максимально можливої висоти транзитного підйому рідини над рівнем рідини в живильному резервуарі. Рушійною силою процесу витікання рідини через сифон є різниця рівнів рідини в резервуарах, яка витрачається на подолання опорів (місцевих і по довжині)
де L - сумарна довжина труби сифона, м;
- сума коефіцієнтів місцевих опорів.
Максимально можлива висота сифона h визначається з рівняння Бернуллі для перетинів 1-1 і 2-2
тут - довжина трубопроводу до перетину 2-2;
- сума коефіцієнтів місцевих опорів до перетину 2-2.
де Рвак - вакуум, що виникає в перерізі 2-2.
Теоретично можлива висота hвак = 10,33 м водяного стовпа. Однак, з огляду на втрати енергії в сифоні, а також можливість виникнення явища кавітації, значення hвак не повинно перевищувати 7 - 8 м.
При відкачці води з відсіку використовували сифон діаметром 0,2 м. Визначити продуктивність сифона, а також величину максимального вакууму виникає в ньому, якщо різниця рівнів води у відсіках становила Н = 4,2 м, довжина вертикальних і горизонтальних ділянок сифона м, горизонтальна ділянка розташований на h = 2 м вище рівня рідини живлячої відсіку. Прийняти значення коефіцієнтів: рідинного тертя; місцевого опору на вході в трубу сифона, місцевого опору повороту; місцевого опору на виході з труби.
Продуктивність сифона можна розрахувати з формули (5.6)
де - повна довжина труби сифона,
- сума коефіцієнтів місцевих опорів.
Вакуум, що виникає в сифоні, витрачається на підйом рідини на висоту h = 2 м, і подолання місцевих опорів.
Визначимо значення вакууму, яке виникає в кінці горизонтального - на повороті до вертикального стояка
Тут - довжина трубопроводу до точки, де встановлено вакууметр, = 14.
сума місцевих опорів трубопроводу до точки максимального вакууму 0,5 + 0,5 = 1.
При цьому вакуумметр показав би значення вакууму