Законы движения и равновесия жидкостей (стр. 2 из 3)
и 
- средняя скорость движения жидкости в живых сечениях 0 и 1; 
и 
- коэффициент Кориолиса. Для турбулентного режима движения жидкости 
; 
- суммарные потери напора на преодоление сил сопротивления при движении потока в заданном трубопроводе; 
- удельный вес жидкости. Для воды при 
принимаем 
Н/м3 [1, табл.1.2].2. Намечаем горизонтальную плоскость сравнения. В качестве таковой берем плоскость
, совпадающей с осью трубопровода.Выясняем значения отдельных членов, входящих в уравнение (1) относительно плоскости сравнения
: 
; 
(расчет производим для избыточного давления); 
. (2)3. Подставляя (2) в (1), получаем расчетное уравнение для определения искомой величины
: 
Или
. (3)4. Определяем скорость движения воды в трубопроводе:
на участке
м/с;на участке
м/с.5. Определяем режим движения воды на участках трубопровода. Для этого вычисляем число Рейнольдса по формуле
,где
м2/с - коэффициент кинематической вязкости воды при 
°С [1, табл.1.13].Тогда будем иметь:
; 
.Поскольку имеем
и 
, где для круглых труб критическое число Рейнольдса 
, то режим движения воды в трубопроводе - турбулентный.6. Определяем потери напора
. Имеем 
. (4)где
- потери напора по длине трубопровода; 
- местные потери при перемещении воды в системе.Суммарные потери по длине трубопровода равны сумме потерь на каждом из участков, то есть
. (5)Потери по длине на каждом участке определяем по формуле Дарси
, (6)где
- коэффициент гидравлического трения.Для определения коэффициента
используем универсальную формулу А.Д. Альтшуля, справедливую для всех зон сопротивления турбулентного режима 
.Имеем
; 
.Находим потери по длине
м; 
м; 
м.Потери напора в местных сопротивлениях вычисляем по формуле Вейсбаха
, (6)где
- средняя скорость за данным сопротивлением; 
- коэффициент местного сопротивления.Находим потери на вход в трубопровод
м,где
- коэффициент сопротивления при входе в трубопровод, считая, что вход прямой, заделанный заподлицо в стенку [1, с.83].Находим потери при внезапном расширении трубопровода с диаметра
до диаметра 
. При этом для определения потерь воспользуемся формулой Борда [1, с.85] 
м.Определяем потери при выходе воды из трубы в правый резервуар под уровень
м.Определяем суммарные местные потери
м.Находим суммарные потери напора в трубопроводе
м.7. Используя уравнение (3), вычисляем необходимый напор
м.Знак минус свидетельствует о том, что уровень воды в правом резервуаре расположен выше уровня воды в левом резервуаре.
Ответ:
м.Задача 3
На рис.3.1 и 3.2 показаны резервуары, в оболочке которых сделаны круглые отверстия, к которым присоединены внешние цилиндрические насадки диаметром
Отметки уровня воды в резервуарах, центра отверстий, дна указаны в табл.3.1 и 3.2.Скорость в резервуарах
. Отметка уровня воды держится постоянной. Длину насадка принять равной 
.Требуется:
1. Определить расход
, вытекающий через внешний цилиндрический насадок.2. Определить скорость в сжатом сечении насадка
.Расчеты выполнить для одного из вариантов по данным, приведенным в табл.3.1 и 3.2.
Исходные данные:
| Исходные данные | Последняя цифра номера зачетной книжки | Исходные данные | Предпоследняя цифра номера зачетной книжки |
| 3 | 1 | ||
Внешнее давление  , Па∙105 | 1,09 | Отметка А, м | 10 |
| Диаметр , см | 7 |  , м | 7,6 |
Температура воды  , °С | 19 |  , м | 7,6 |
| Номер рисунка | 3.2 |
Рис.3. Расчетная схема к задаче 3
Решение:
Определяем расчетный напор, используя формулу 6.4 [1, с.101]
,где
- напор над центром насадка; - избыточное давление на поверхности воды в резервуаре; 
Н/м3 - удельный вес воды при 
С [1, табл.1.2].