Дюкер (стр. 2 из 2)

а) площадь поперечного сечения трубы ищется по формуле :

w =

м2 ; ( 1.13 )

б) средняя скорость жидкости рассчитывается по формуле :

, ( 1.14 )

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

в) число Рейнольдса считается по формуле :

ReD=

, ( 1.15 )

где

- 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

) ;

г) относительную шероховатость считаем по формуле :

, ( 1.16 )

где

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

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= =

и относительной шероховатости

соответствует коэффициент гидравлического трения

;

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

;

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

;

з) коэффициент расхода ищем по формуле :

, ( 1.17 )

где полный коэффициент расхода

ищется по формуле ( 1.7 ) :

;

и) произведение коэффициента расхода и площади поперечного сечения находим :

w =

м2 ;

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 :

(

w)необх=

( 1.18 )

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

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 -

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 :

( 2.1 )

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

м :

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

w =

м2 ;

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

в) число Рейнольдса считается по формуле ( 1.15 ) :

ReD =

;

г) относительную шероховатость считаем по формуле ( 1.16 ) :

;

и относительной шероховатости

соответствует коэффициент гидравлического трения

;

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

;

ж) cумма местных коэффициентов потери напора была найдена в п.1 по формуле ( 1.8 )

;

з) полный коэффициент расхода

ищется по формуле ( 1.7 ) :

;

и) коэффициент расхода ищем по формуле ( 1.17 ) :

Указанная выше величина будет равна :

Zдейств=

Для построения пьезометрической и напорной линий вычисляем все потери напора .

Потери напора по длине вычисляются по формуле :

, ( 2.2 )

где lj - длина j-ого участка трубопровода , м .

Из задания :

Потери напора по длине на выше указанных участках будут равны :

Потеря напора на резкий поворот вычисляется по формуле :

( 2.3 )

Потеря напора на вход рассчитывается по формуле :

( 2.4 )

Потеря напора на выход рассчитывается по формуле :

( 2.5 )

Найденные величины потерь напора откладываются в масштабе и строится напорная линия Е-Е , которая начинается на уровне воды в питающем баке ( сечение 1-1 ) и заканчивается на уровне воды в нижнем бьефе ( сечение 2-2 ) . Пьезометрическая линия P-P всюду отстоит от напорной на величину скоростного напора ( рис. 2.1 ).

Величина скоростного напора ищется по формуле :

( 2.6 )

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

Разность уровней воды в подводящем и отводящем участках канала находим по формуле ( 2.1 ) , учитывая , что в этом случае площадью поперечного сечения будет две площади поперечного сечения трубы :

Z =

Список литературы

1. Чугаев Р.Р. Гидравлика ( техническая механика жидкости ) . - Л.: Энергоиздат , 1982. - 672 с.

2. Кожевникова Е.Н. , Орлов В.Т. Методические указания по выполнению курсовых и расчетно-грвфических работ по курсу гидравлики . - Л. : Издание ЛПИ им. М.И. Калинина , 1985. - 48 с.