Расчет работы сифона. Пояснительная часть и листинг программы, страница 2

Все данные вводить в системе СИ

Введите расход-1

Введите длину трубопровода-46

Введите действующий напор-4.8

Введите кинематическую вязкость-0.00000118

Введите эквивалентную шероховатость-0.5

Введите требуемую точность-0.01

Введите количество местных сопротивлений-6

Введите коэффициент 1-го местного сопротивления-1

Введите коэффициент 2-го местного сопротивления-0.684

Введите коэффициент 3-го местного сопротивления-0.165

Введите коэффициент 4-го местного сопротивления-0.219

Введите коэффициент 5-го местного сопротивления-0.684

Введите коэффициент 6-го местного сопротивления-1

Требуется ли проверять условие кавитации Y/N Y

Введите давление насыщенных паров-1780

Введите плотность жидкости-1000

Введите высоту точки С-5.2

Искомый диаметр-0.65880 м

При скорости-2.9336 м/с

коэф. Дарси-0.103 Re-1637847.646

Расчет окончен

Местные потери-0.439 м 0.300 м 0.072 м 0.096 м 0.300 м 0.439 м

Потери по длине-3.1445 м

Сифон работает нормально

ешение:

Задача «Диаметр» решается графо-аналитически. В этой задаче нам неизвестны, и скорость, и диаметр, поэтому мы не можем подсчитать число Re, а следовательно коэффициент линейных потерь (l), и величину линейных потерь (h_t).

Задаваясь различными значениями скоростей (от 0 до 5 м/с в общем случае) мы находим диаметр по формуле . В нашем случае разброс скоростей составил »1,4…1,85 м/с. Кинематическая вязкость воды n=0,00000118, эквивалентная шероховатость стальных, сварных, заржавевших труб k_э=0,5 (справочные данные).

В результате получим таблицу 1. и по ней построим график.

Таблица 1.

Re	l	H	D
1961701	0.1074	8.11	0.55
1926670	0.1069	7.378	0.56
1892869	0.1065	6.724	0.57
1860233	0.106	6.137	0.58
1828704	0.1055	5.61	0.59
1798226	0.1051	5.136	0.6
1768747	0.1047	4.709	0.61
1740218	0.1042	4.324	0.62
1712596	0.1038	3.976	0.63
1685837	0.1034	3.66	0.64
1659901	0.103	3.374	0.65
1634751	0.1026	3.114	0.66
1610351	0.1022	2.878	0.67
1586670	0.1019	2.662	0.68
1563674	0.1015	2.466	0.69

График зависимости напора от диаметра.

Отложив на графике соответствующее значение действующего напора найдем искомый диаметр.

d=0,607 м. В соответствии с сортаментом 0,6 м.

Найдем скорость V=Q/S==3,54 м/с. Скоростной напор =0,64

Для построения линий гидравлического и пьезометрического напора найдем потери.

h_1-2=+h_t

;

– местные потери на вход в трубу, z₁=0,5,.

– местные потери на при повороте трубы зависит от угла поворота:

a	15°	30°	45°	60°	90°
z	0,062	0,165	0,32	0,684	1,265

z₂=z₅=0,684; z₃=0,165;

,

.

– местные потери при закруглении, зависит от соотношения R/d:

z₄=0,73×a×b; a=0,23; b=0,9; z₄=0,15,

– местные потери при выходе из трубы,

z₆=1;

Определим коэффициент Дарси (l), l в общем случае является функцией от числа Рейнольдса и абсолютной шероховатости: l=f(Re,e);

Найдем число Рейнольдса Re=V×d/n=3,54×0,6/0,00000118=1,8×10⁶.

Re_I=10/e=1,2×10⁴, Re_II=500/e=6×10⁵ (e=k_э/d).

Re>Re_II Þ l=0,11×e^0,25=0,019.

Найдем линейные потери по длине:

h_t=l=0,019×0,64×46/0,6=0,93.

Для удобства построения графика найдем гидравлический уклон

i= h_t/L=0,93/46=0,02»1,2°.

Проверка условия кавитации.

Условие нормальной работы сифона:

P_c³P_s, где P_s – давление насыщенных паров жидкости. P_s=1780 Па.

или h_вс£h_вд, где h_вс – вакуумметрический напор в точке С, h_вд – допустимый вакуумметрический напор.

h_вс= h_с+h_м1+h_м2+h_м3+ h_t+=5,2+0,32+0,44+0,11+0,64+0,6×0,97=7,27.

h_вд==(100000-1780)/(1000×9,8)=10,02.

7,27<10,02 Þ сифон работает нормально.