Шпаргалка по Гидравлике (стр. 11 из 16)

Схема к расчету тупиковой сети и линия пьезометрических напоров

Решение. Для расчета вносим известные данные и результаты подсчета в табл. Отметим, что в данном случае при отборе воды в узлах сети расчетный расход для каждого участка сети равен соответс-му транзитному расходу. Так, расчетный расход для участка 1—2 равен 5 л/сек, для участка 2—3 5 + 6+5=16 л/сек. Соответственно расчетным расходам воды для других участков, подберем диаметры труб, принимая при этом скорости в пределах. Затем определим потери напора на отдельных участках главной магистрали, пользуясь таблицами ВОДГЕО, и определяем сумму потерь напора в магистрали от водонапорной башни до наиболее удаленной точки. Отложив в точке 1 величину заданного свободного напора Нсв = 20 м, получим начальную точку А пьезометрической линии. В точке 2 напор, очевидно, должен быть выше напора в точке 1 на величину 2,82 м (потери напора в трубах на участке 1—2), которую берем из табл. 10; отложив ее, получим точку В. Таким же образом находим точки Г, Д и Б пьезометрической линии. Линию АВГДБ называют пьезометрической линией. Пьезометрическая отметка в точке Б будет одновременно отметкой дна бака башни. В нашем примере величина этой отметки 137,93 м. Вычитая из нее величину отметки поверхности земли, получим высоту башни, которая равна 137,93— ПО = = 27,93 м. Для построения линии пьезометрических напоров и определения высоты башни вычерчивают продольный профиль (рис. 35, б) по главной магистрали от башни до наиболее удаленной от нее точки 1 с указанием их отметок. Далее проверяют величины свободных напоров во всех точках ответвлений: они не должны быть менее заданного свободного напора. В том случае, когда в каком-либо узле или на ответвлении сети величина свободного напора окажется меньше заданной, нужно увеличить либо высоту башни, либо диаметр трубы этого ответвления, чтобы уменьшить сопротивления, или же (при проектировании водопроводной сети промышленных предприятий) поставить насосы внутри здания для повышения напора во внутренней сети. Этот вопрос решается путем технико-экономического сравнения вариантов.

35. Средства для механизации подъема воды, начертить их принципиальные схемы Предшественники современных гидравлических машин появились в глубокой древности. Древнейший известный нам механизм - водоподъемное колесо - поднимал 8 м3 воды в час на высоту 3 метра. В 1700 г. до н.э. в Каире для подъема воды из колодца глубиной 90 м использовали так называемый цепной насос (цепь с прикрепленными ковшами). Архимедов винт стали применять для орошения полей за 1000 лет до н.э. Наклонно расположенный вал с винтовой нарезкой вращался в полуоткрытом лотке и обеспечивал подъем воды на высоту до 5 м. Первым насосом был поршневой. Изобретателем его считают древнегреческого механика Ктезебия (II - I в. до н.э.). В настоящее время во всем мире практически невозможно назвать такую отрасль промышленности или сельского хозяйства, в которых не применялся бы гидропривод. А возросшие в последние годы темпы создания и освоения серийного производства новых машин с гидравлическим приводом являются наглядным подтверждением научно- технического прогресса. Использование гидроприводов в строительных и дорожных машинах способствует значительному повышению уровня механизации в этих отраслях. Гидравлические устройства устанавливаются в системах управления на экскаваторах, бульдозерах, подъемниках, погрузчиках, кранах, а также в качестве силовых передач на движитель этих машин. Для подачи воды из водозаборных сооружений их оборудуют насосами и водоподъемниками. Насосы создают свободный напор, достаточный для подъема воды на некоторую высоту над поверхностью земли. По принципу действия насосы подразделяют на лопастные, объемные, струйные и инерционные. Лопастные насосы могут быть центробежными, вихревыми и пропеллерными. Объемные насосы, или насосы вытеснения, разделяют на поршневые, плунжерные, ротационные (винтовые, шестеренчатые и пластинчатые), диафрагмальные и насосы замещения. Работа этих насосов основана на попеременном изменении объема рабочей камеры. В первой половине процесса объем рабочей камеры увеличивается, в камере создается разрежение, и жидкость из источника вследствие разностей давлений засасывается в камеру. В течение второй половины процесса объем рабочей камеры уменьшается, и жидкость вытесняется из нее. Объемные насосы отличаются от центробежных тем, что их подача не зависит от напора, развиваемого насосом. Инерционные (вибрационные) насосы могут быть с поверхностным и погружным вибратором. Работа инерционных насосов основана на использовании силы инерции, возникающей в столбе жидкости при изменении давления в трубопроводе насоса. Водоструйные установки подают воду из шахтных колодцев и буровых скважин.+ Водоподъемники (ленточные, шнуровые, водочерпальные) не располагают свободным напором и могут поднимать воду из источника только на поверхность земли.+ Гидравлические тараны - это автоматически действующие водоподъемники, простые по конструкции, надежные в эксплуатации и не требующие двигателя для их пуска и работы. Принцип действия этих водоподъемников основан на использовании силы гидравлического удара, всегда возникающего в трубопроводе, если резко затормозить в нем движение жидкости. Ими поднимают воду из открытых источников при наличии естественного перепада воды от 0,5 до 10 м.

36. Расходная характеристика насадка Гидравлический насадок, гидравлическая насадка, короткая труба для выпуска жидкости в атмосферу или перетекания жидкости из одного резервуара в другой, тоже заполненный жидкостью. Г. н. являются не только трубы, но и каналы, отверстия в толстых стенках, а также щели и зазоры между деталями машин. Длина Г. н., при которой возможно заполнение всего сечения канала и достигается максимальная пропускная способность для внешних и внутренних цилиндрических насадков, составляет (3—4) d. Для конических сходящихся и расходящихся насадков существуют оптимальные углы конусности. Наибольшей пропускной способностью обладает коноидальный Г. н., продольное сечение которого выполняется по форме вытекающей из отверстия струи. Г. н. специальных конструкций применяют в форсунках для распыления топлива. Основным вопросом, который интересует в данном случае, является определение скорости истечения и расхода жидкости для различных форм отверстий и насадков. Расход жидкости при её истечении через Г. н. определяется по формуле где wвых — площадь выходного сечения насадка, Н — напор, который обусловливает течение жидкости, mнас — коэффициент расхода, определяемый опытным путём и зависящий от конструкции насадка, напора, а также от физических свойств жидкости. В результате сжатия потока при истечении жидкости в атмосферу в Г. н. может образоваться область с пониженным давлением (до образования вакуума — hвак = 0,75 Н). Если давление достигнет предельного (0,1 Мн/м2, или 10,33 м вод. ст.), произойдёт т. н. срыв работы насадка (нарушение сплошности сечения) и mнас станет равным коэффициенту расхода для отверстия. Напор, при котором наступает это явление, называют предельным Нпред, а его величина зависит от рода жидкости, её температуры и длины насадка [например, для холодной воды Нпред = 0,14 Мн/м2 (14 м вод. ст.)].

37. Принцип действия струйного насоса Пожалуй, среди всех гидравлических машин струйные насосы можно назвать самыми простыми по конструктивному исполнению. Они не имеют движущихся деталей, которые подвержены износу, просты в эксплуатации и ремонте. Струйные насосы относят к классу гидравлических аппаратов. Ж., пар, или газ под большим давлением подается по трубе, имеющей сопло, в подводящую камеру. Из-за сужения сопла жидкость обладает большей скоростью, следовательно, и кинетической энергией. В подводящей камере давление падает ниже атмосферного, и из питающего трубопровода, соединенного с этой камерой, происходит всасывание. Обе ж. попадают в следующую камеру, где смешиваются и обмениваются кинетической энергией. Затем перемешавшееся вещество попадает в диффузор насоса, где теряет часть давления, а оттуда - в напорный трубопровод или сборный резервуар. В зависимости от назначения рабочая и перекачиваемая среда может быть одной и той же (например, в водоструйных насосах), или различной. Струйные насосы относят к т.н. "динамическим насосам". Главным недостатком таких насосов является низкий коэффициент полезного действия - до 30%. Струйные насосы почти никогда не соединяют параллельно - чаще последовательно. Выпускаются насосы с изменяемым соплом, что позволяет изменять характеристики в заданных заводом-изготовителем пределах. Иногда струйные аппараты применяют как вспомогательное оборудование для откачки воздуха в центробежных насосах перед их пуском. Одним из параметров, характеризующим струйные насосы, является коэффициент подсоса, или безразмерный расход. Это отношение расхода перекачиваемой ж. к расходу рабочей. Несмотря на кажущуюся простоту и низкий КПД, струйные насосы незаменимы во многих случаях, например, когда необходимо произвести откачку жидкости из каких-либо резервуаров, а применить насосы другой конструкции не представляется возможным. Широкое применение струйные аппараты получили в пищевой промышленности, где одновременно с функцией перекачивания жидкостей ими выполняется функция смешения различных сред. Струйные насосы легко монтируются в систему трубопроводов, они малогабаритны и иногда используются на стороне высокого давления как дополнительные насосы. Благодаря своим конструктивным особенностям струйные аппараты отличаются высокой надежностью и эффективностъю, особенно в осложненных условиях эксплуатации, например, при добыче пластовой жидкости со значительным содержанием механических примесей и коррозионно-активных веществ из наклонно направленных скважин. К преимуществам относят их малые габариты, большую пропускную способность и возможность стабильно отбирать пластовую жидкость с высоким содержанием свободного газа. Кроме того, проста конструкция установок, отсутствуют движущиеся детали, возможно исполнение струйного насоса в виде свободного, сбрасываемого агрегата.