10 Расчет простых трубопроводов

10.321 По сифонному трубопроводу вода при температуре 15°С сбрасывается из отстойника А в отводящий канал Б. Определить диаметр трубопровода d (эквивалентная шероховатость Δэ = 0,1 мм), обеспечивающий сбрасывание воды в количестве Q = 3,0 л/с при напоре Н = 4,3 м.

Трубопровод снабжен приемным клапаном с сеткой (ξ_к = 6,5), а повороты имеют углы 45°, 90° и радиус округления R = 2d, l₁ = 3 м, l₂ = 3,5 м, l₃ = 6,5 м (рис. 2).

10.322 Вода по трубе 1 подается в открытый бак и вытекает по трубе 2. Во избежание переливания воды через край бака устроена вертикальная сливная труба 3 длиной l = 2,5 м диаметром d = 25 мм. Определить минимальный диаметр трубы 3, при известном соотношении l/d = 100, из условия чтобы при Q₁ = Q = 4 л/c и перекрытой трубе 2 (Q₂ = 0) вода не переливалась через край бака. При расчете величиной а пренебречь (а = 0), режим течения считать турбулентным, учитывая потери на входе в трубу (внезапное сужение), в колене (ζ_к = 0,5) и на трение по длине трубы (λ_т = 0,03).

10.323 К открытому резервуару подсоединены короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной l₁ и l₂, диаметрами d₁ и d₂, и внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром d_н и длиной l_н= 5d_н (рис. 5.2). Истечение по короткому трубопроводу происходит в атмосферу под постоянным напором Н₁ коэффициент сопротивления крана принять равным ξ_кр =3.

Определить:

1. Скорость и расход воды. Вытекающей из трубопровода при температуре воды t° = 10°С.
2. Расход через насадок при разности уровней в резервуарах Н, если коэффициент расхода насадка μ_н = 0,71.
3. Сравнить расход воды через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.

Дано: d₁ = 200 мм, d₂ = 100 мм, l₁ = 4 м, l₂ = 10 м, d_н = 100 мм, Н= 2 м, Н₁ = 5 м.

10.324 Топливо (ρ = 819 кг/м³, μ = 1,5·10^-3 Па·с) вытекает в атмосферу из резервуара с постоянным уровнем Н = 5,6 м и избыточным давлением на поверхности жидкости р_и = 10 кПа по горизонтальному трубопроводу (l = 30 м, d = 80 мм, трубы сварные бывшие в употреблении, Σζ = 3).

Определить расход.

Ответ: Q = 14,8 дм³/с.

10.326 По стальной трубе диаметром d = 40 мм перекачивается вода. Определить давление р₂ в сечении 2-2 при следующих данных: р₁ = 5·105 Па; l = 100 м; Q = 2 л/с; Δ = 1 мм. Температура воды 10ºС; ζ_вент = 4,9; ζ_кол = 0,4; Н = 6 м.

10.329 Насос (рис. 6.4) подает воду на h = 8 м по стальному не новому трубопроводу диаметром d = 50 мм и длиной l = 20 м, на котором имеются обратный клапан, вентиль с прямым затвором, два резких поворота на углы β₁ = 60º и β₂ = 30º. Расход Q = 2,5 л/с, давление в конце трубопровода р₂ = 150 кПа, температура воды – 15 ºС. Определить давление р₁ в начале трубопровода (на выходе из насоса).

10.330 Определить расход воды из трубопровода и построить пьезометрическую линию, если: Н = 10 м, l₁ = 40 м; l₂= 45 м; ζ_вх = 0,5; ζ_вых = 1; ζ_зад = 2,5; d = 100 мм; Δ = 0,5 мм; v (коэффициент кинематической вязкости) = 0,01 см²/с.