Определение диаметра трубопровода

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

по гидравлике

«Определение  диаметра трубопровода» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва

2009 

Задача 1.

Построение эпюр гидростатического давления на плоскую  поверхность А.

Гидростатическое  давление распределяется в объёме по линейному закону. Силы давления направлены перпендикулярно к стенке, а уравнение, описывающее распределения по глубине, - прямая.

Эпюра гидростатического  давления будет выглядеть следующим образом:

P=ρgh1

h1=2.5 м

P=ρgH1=1000*9.81*2.5= 24.525 kН/м 
 
 
 
 
 
 

Задача 2.

Графическое определение  суммарной силы гидростатического  давления на плоскую поверхность  и центр давления А на 1п. метр. 
 
 
 
 
 
 
 

Силу гидростатического  давления определяем по формуле:

Задача 4.

Определение размера  диаметра короткого трубопровода при  истечении под уровень.

Чтобы определить диаметр  будем использовать следующие формулы:

Q=µw2;      w=;     v=;       µw=;    µ=;     Reкв=21.6C;   C=×;      y=; 

Re=;

Где Q-расход

w - площадь живого сечения трубы

v- cредняя скорость движения потока жидкости в сечении

µ- коэффициент расхода  системы

Re- число Рейнольдса

C- коэффициент Шези

*- коэффициент кинематической вязкости, равен 0.00000131 при температуре 10 °С

*- шероховатость труб

- относительная гладкость труб

**мс=*вх +2*пл+*кр+*луд=0.5+2×0.21+0.29+0.12=1.33

Рассчитаем  для d=0.1 м

w===0.007854

v===3.8197

Re====341040

R==0.025 м

С===39.848

Reкв=21.6C=21.6=57381.12

ReReкв, следовательно 4 зона движения, а значит

=0.049

*=0.049=40.034

µ===0.1536

µw=0.1536×0.007854 =0.0012064

для d=0.2 м

w===0.0314

v===0.955

Re====170536

R==0.05 м

С===45.7733

Reкв=21.6C=21.6=21.6=131827

ReReкв, следовательно 4 зона движения, а значит

=0.037

*=0.037=15.1701

µ===0.239

µw=0.239×0.0313=0.0075046 

 

Построим график зависимости d от µw 

        
 
 
 
 

µw= = =0.001928

Стандартный размер берем равным 0.125 м 
 

Задача 3.

Аналитическое определение  суммарной силы гидростатического  давления на плоскую поверхность  и координат центра давления 
 
 
 
 
 
 

Суммарную силу давления находим по формуле:

цт×w, где

hцт- глубина до центра тяжести стенки

w-площадь стенки

Координаты центра давления находим по формуле:

  ,где

 -расстояние от свободной поверхности до центра тяжести стенки

– расстояние от свободной поверхности до центра давления

I- момент инерции стенки относительно оси

Так как стенка горизонтальная, центр тяжести совпадает с  центром давления

hцт=

hцд=

hцд= hцт 

hцт =

w==7.5м

P=

ρ

P=2.5=3750кг  

Задача 5.

Построение пьезометрической линии и линии полной удельной энергии по длине трубопровода

dрасч=0.125м

w===0.012265625

v===2.4459

Re====277552.72

R==0.03125м

С==41.6666

Reкв=21.6C=74999.99

Re>Reкв

4 зона движения, а  значит:

=0.0452044799

*=0.0452=29.292503

µ===0.17782871

µw=0.1778×0.012265625=0.00218118

Q=µw=0.0308549/с

v===2.5155

=0.3225311

Посчитаем потери по длине на трение hдл:

hдл=*×=0.04520.3225311=9.4477432 м

потери на входе: hвх=*вх×=0.5×0.3225311=0.1612655 м

потери на поворотах: hпл=2×*пл×=2×0.21×0.3225311=0.135463 м

потери на прохождение  крана: hкр=*=кр×=0.29×0.3225311=0.053534 м

потери на прохождение  задвижки Лудло:

hлуд=*луд×=0.12×0.3225311=0.0387037 м

hмс=hвх+hпл+hкр+ hлуд =0.161265+0.135463+0.053534+0.0387037=0.3869662 м

hw=hдл+hмс=9.4477432 + 0.3869662 =9.8367094 м

H=hw+=9.8367094 + 0.3225311=10.15924 м

При расчете погрешность составила меньше 0.39%, следовательно, диаметр трубы выбран правильно.

Строим график 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача 6.

Определение времени  опорожнения резервуара в пределах заданных отметок

t====1458.439 c=24.31 мин