Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Данные для расчета дюкера:
NQ
(м3/c)
H
(м)
h
(м)
Lд
(м)
L2
(м)
11 8.5 6.1 3.4 20 11L1=L3
α=300
Q=const
Задача №1Построение эпюр гидростатического давления на плоскую поверхность В
ρgh = 1000*9.81*3.4 = 33354 кг/м*с2
Задача №2Графическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и центр давления A
C - центр давления.
D – точка приложения суммарной силы гидростатического давления.
H/2 = 6.1 / 2 = 3.05 м. – ордината центра тяжести эпюры
H/3 = 6.1 / 3 = 2.03 м. – ордината точки приложения суммарной силы гидрост. давления
P = Ω*b = 0.5* ρgH2b = 0.5*1000*9.81*6.12 *1 = 182.5 кПа
Ω - площадь эпюры, b – ширина стенки b=1 п.м.
Задача №3Аналитическое определение суммарной силы гидростатического давления на плоскую поверхность и координат центра давления. А
hц.т. = H / 2 = 3.05 м.
hц.д. = 2H / 3 = 4.06 м.
Lц.т. = H / sinα = 3.05 м.
Ι = b*H3 / 12 = 18.9 м4
P = ρgh ц.т.ω = 1000*9.81*3.05*1*6.1 = 182.5 кПа ω – площадь стенки
Координата центра давления: L ц.д. = L ц.т. + I/ ωLц.т.
L ц.д. = 3.05 +18.9/6.1*1*3.05 = 4.06 м.
Задача №4Определение диаметра короткого трубопровода при истечении в атмосферу.
Для дюкера: определение размеров стенок дюкера при истечении под уровень.
Исходные данные:
t в = 100C
ν = 0.00000131 м2/с
Материал трубы: сталь
Шероховатость трубы: δ = 0.06 мм. Трубы цельносварные новые в хорошем состоянии.
Коэффициент шероховатоcти: n = 0,011. Трубы без засорений.
Коэффициенты потерь:
ξ поворота = 0.2
ξ входа = 0.5
ξ выхода = 1.0
Q = 8.5 м3/с
h = 3.4 м.
H = 6.1 м.
Lд = 20 м.
Расчет дюкера:
определяем напор H = H- h = 6.1 – 3.4 = 2.7 м.
Q = μω(2gH)1/2 → μω = Q / (2gH)1/2 = 8.5 / (2*9.81*2.7)1/2 = 1.17 м2
Задаемся стороной дюкера a. b = const
Площадь: ω = a*b
Смоченный периметр: χ = 2*a + 2*b
Гидравлический радиус: R = ω / χ
Скорость: V = Q / ω
Число Рейнольдса: Re = 4*V*R / ν
Число Рейнольдса квадратичное: Reкв = 21.4 *n-1 R1/64R / δ
При 105<Re<Reкв 3 зона движения
При Re>Reкв 4 зона движения
Коэффициент гидравлического трения: λ = 0.11 * (δ/4R + 68/Re)0.25
Вычисляем коэффициент потерь на трение: λl / 4R
Определяем коэффициент расхода: μ = 1 / (λl / 4R + Σξм.с.)1/2
Определяем μω
a,
м.
b,
м.
ω,
м2
χ
м.
R
м.
V,
м/с
Re Зона λ λl / 4R Σξм.с μ μω 2 1 2 6 0.33 4.25 4282442 3 0.05 0.77 1.9 0.61 1.22 1.5 1 1.5 5 0.3 5.67 5190839 3 0.052 0.87 1.9 0.6 0.9 2.5 1 2.5 7 0.36 3.4 3737404 3 0.049 0.69 1.9 0.62 1.55Строим график зависимости a от μω
1.55 0.91 1.17 μω
Найденная по графику величина стороны дюкера a = 1.74 м. Для практических целей принимаем a = 1.80 м. b = 1 м.
Тогда с учетом новых размеров дюкера:
a,
м.
b,
м.
ω,
м2
χ
м.
R
м.
V,
м/с
Re Зона λ λl / 4R Σξм.с μ μω 1.8 1 1.8 5.6 0.32 4.72 4614079 3 0.051 0.80 1.9 0.6 1.1Суммарные потери:
Потери по длине: hдл = λl / 4R * V2/2g = 0.91
Потери на вход: hвх = ξм.с вх * V2/2g = 0.56
Потери на выход: hвых = ξм.с вых * V2/2g = 1.1
Потери при повороте: hпов = ξм.с пов * V2/2g = 0.23
Задача №6Определить Qmax при уровне воды в нижнем бьефе, равном нулю.
Это означает, что напор H = 6.1 м.
Определяем μω, при a = 1.8 м. и b = 1 м.
a,
м.
b,
м.
ω,
м2
χ
м.
R
м.
V,
м/с
Re Зона λ λl / 4R Σξм.с μ μω 1.8 1 1.8 5.6 0.32 4.72 4614079 3 0.051 0.80 1.9 0.6 1.1Qmax = μω(2gH)1/2 = 1.1 * (2 * 9.81 * 6.1)1/2 = 12.03 м3/с