Вход

Гидравлика

Реферат по геологии и геодезии
Дата добавления: 10 июля 2007
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 263 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Открытые русла могут быть естественными или искусственными.

К естественным открытым руслам относятся реки и ручьи, к искусственным– каналы, безнапорные трубы (например, дренажные),гидротехнические тунели и т. д.

Особенность движения в открытом русле заключается в том, что поток здесь ограничен не со всех сторон, а име­ет свободную поверхность, все точки которой находятся под воздействием одинакового внешнего давления (атмос­ферного). Равномерное движение жидкости в открытых каналах или в трубопроводах с частично заполненным по­перечным сечением устанавливается, когда геомет­ри­чес­кий уклон трубопровода или дна канала имеет постоянное зна­чение по всей дли­не и форма поперечного сечения не ме­няется. Шероховатость стенок канала также должна иметь постоянное значение.

При отмеченных условиях возможно существование равномерного движения. Однако для реализации равно­мерного движения необходимо еще, чтобы попе­реч­ное сече­ние потока в канале было также постоянным по всей длине канала.

Следует отметить, что безнапорное движение воды представляет значительно более сложное явление по срав­нению с напорным движением, так как наличие сво­бод­ной поверхности потока приводит к изменению площадей живых сечений по длине последнего даже при незначительных препятствиях. Это требует рас­смот­ре­ния процессов волно–образования, заставляет в некоторых случаях счи­тать­ся с влиянием сил поверхностного натяжения и т. п.

При гидравлических расчетах открытых каналов и без­напорных трубо­про­во­дов ставится задача определения ско­рости движения жидкости в канале, площа­ди сечения и наивыгоднейшей формы канала.

При равномерном движении жидкости в открытом рус­ле гидравлический iг и пьезометрический iп уклоны, а так­же уклон дна русла iп равны между собой:

i?­= i?= i? (5. 29)

С учетом равенства (5. 29) открытые каналы и безна­порные трубопроводы рас­считываются по формулам, ко­торые были выведены ранее для напорных тру­бо­проводов (формулы Шези и Павловского). Значения коэффициента шеро­хо­ватости п для широкого диапазона условий приведе­ны в приложении 2.

Как следует из формулы Шези, канал будет обладать наивыгоднейшей фор­мой, если при заданной площади по­перечного сечения он будет иметь наимень­ший смоченный периметр. При этом канал будет обеспечивать наибольший расход. Наиболее выгодными профилями каналов являют­ся круг и полукруг. На прак­тике чаще применяются каналы трапецеидальной формы, поскольку в грун­те полукруглое сечение достаточно трудно.

Более подробные сведения о движении воды в открытых руслах можно почерп­нуть в специальной литературе.

Местные сопротивления

При движении реальной жидкости помимо потерь на трение по длине потока могут возникать и так называв??? ??????? ?????? ??????. ??????? ?????????, ?????­??? ? ?????????????, –??????? ???? ?????????????? ???????: ?????? 3, ????­???? 2, ??????? ? ???­??????? ????????????, ???????? 1, ??????? ? ?. ?., ??­??????????? ?????????? ??????? ??????? ? ????????? ?????????? ? ???­???­?????? ????????????.

??????? ????????????? ???????? ????????? ???????? ???????? ???????? ?? ???????? (??????? ? ??????????), ??????????? (??????) ??? ???????? ?. ???­??­???­??? ???????????? (???????),??????? ????? ????????? ?? ????????? ???­????? ????? ?????????, ??????????­?? ? ??????? ??????????????, ? ???­??? ? ??????? ?????, ??????? ? ???????????? ????? ?????? ????? ?????????­?????? ????????? ?????????? ????????.

На практике местные потери hмп определяют по формуле Вейсбаха

??? ? («?????») – ???????????? ???????????, ???????­??? ????????????? ????­???? ????????????? (???????? ? ????????????? ??????? ?????); ? – ????­??? ???????? ???????? ???????? ? ??????? ?????? ?? ??????? ?????­?????????.

???? ?? ?????-???? ???????????? ?????? ?????? ??­???????? ???????? ????? ???­????? ????? ??????? ?????­?????????, ?????????? ????????? ???????? ????­??????­?? ???????? ?????????????. ??? ???? ???? ?????????? ??????????? ?1/?2 – (s1/s2)2, ??? ?1, ?2 –???????????? ??????? ?????????????, ?????????­???­??? ???????? s1и s.

? ????????? ??????? ?????? ?????? ? ??????? ?????­????????? ?????? ????­??­???? ?? ??? ?????????? ????­????????? ????? – ????? ??????? ??????? ?????­???­???? ??????? ????????, ?? ??????? ?????? ?????? ?? ???­??? h?? ????? (????­??­??????) ?????? ?????? h??, ???? ?????? ??????????????? ??????? ??­???­???­??????. ??­??????????? ????? LЭ????? ???? ??????? ?? ????????? ?????? ??­??­?? ?? ?????, ???????????? ?? ??????? ?????-???????? h??=?(LЭ/d)[v2/(2g)], ? ??????? ?????? ??????, ??????????? ???????? ???????? h?.?.= ?[v2/(2g)].

Приравнивая правые части этих формул, находим

LЭ= (?/?)d.

Сложение потерь напора

Во многих случаях при движении жидкостей одновре­менно наблюдаются потери напора на трение по длине и местные потери напора. В этих случаях полная потеря напора определяется как арифметическая сумма потерь всех видов. Например, полная потеря напора в трубопро­воде длиной L, диаметром d, имею­щем ? местных сопротивлений,

Выражение, стоящее в скобках, называют коэффициентом сопротивления сис­темы и обозначают через ?сист. Таким образом,

Местные сопротивления можно заменить эквивалент­ными им длинами. В рас­смат­риваемом случае эквива­лентная длина, соответствующая всем ? местным сопро­тивлениям

(*)

Тогда, обозначая L+LЭ=LП, можно определять сумму потерь по формуле Дарси–­Вейсбаха. Для этого в нее вместо действительной длины трубопровода L вводят приведенную длину LП. Таким образом,

(**)

Формулы (*) и (**) обычно используют при гидрав­лическом расчете трубопроводов.

Графоаналитические методы расчета трубопроводов

При гидравлическом расчете трубопроводов широко используют графо­ана­ли­ти­ческие методы. Их применение значительно облегчает и упрощает решение неко­торых сложных задач, а в отдельных случаях (например, при исследовании сов­местной работы нескольких центробежных насосов на один общий трубо­провод) является един­ственно возможным приемом, позволяющим получить иско­мое решение.

Предположим, что в простейшем случае имеется трубопровод диаметром d и длиной L и по нему перекачивается жидкость, кинематическая вязкость ? кото­рой известна. Потери напора в данном трубопроводе пред ставляют собой функ­цию только расхода жидкости, т. е. ?H=f(Q).

Изобразим эту зависимость графически:

Для этого, произвольно задаваясь рядом значений Q вычислим соответст­вую­щие им значения потерь напора ?Н и отложим (в масштабе) по оси абсцисс зна­че­ния Q, а по оси ординат – вычисленные значения ?H. Соединив полученные точки плавной линией, получим кривую из изменения потери напора в трубо­про­воде в зависимости от расхода. Эту кривую называют характеристической кри­вой, или гидравлической характеристикой трубопровода.

В общем случае характеристическая кривая трубо провода состоит из отдель­ных участков разной формы – прямолинейного участка для ламинарного режима (при малых Re) и параболической кривой для турбулентного режима (в области боль­ших Re), в свою очередь состоящей из участков разной крутизны (т. е. Пара­бол с различными показателями степени) в разных зонах этого режима.

Рассмотрим построение характеристик для более сложных трубопроводов. Для простоты будем считать что они лежат в одной горизонтальной плоскости.

При последовательном соединении трубопроводов; предварительно строят ха­рак­теристики отдельных последовательно включенных участков.

На рис. изображены характеристики I, II, III участков соответственно 1, 2, 3. Так как при последовательном соединении потери напора суммируют, сложим кри­вые I, II, III по вертикали. Для этого проведем ряд прямых, параллельных оси орди­нат. Каждая из них пересечет эти кривые. Сложим ординаты точек пересе­че­ний этих прямых с кривыми. Получим ряд точек – а, b, с, ..., принадле-жащих новой кривой I + II + III, которая представляет собой искомую суммар-ную ха­рак­теристику всего рассматриваемого трубопровода.

При параллельном соединении также прежде всего следует построить харак­тери­стики отдельных параллельно включенных участков.

Пусть кривые II, III, IV — такие характеристи­ки участков 2, 3, 4. Как уже ука­зы­валось, при параллель­ном соединении общий расход определяется как сумма рас­ходов в отдельных параллельно включенных участ­ках. Потери напора в них оди­на­ковы, а полные потери напора определятся как потеря напора в одном из пе­речисленных участков. Для построения суммарной ха­рактеристики необ­хо­димо провести ряд горизонтальных прямых, параллельных оси абсцисс, и сложить при по­стоянных ординатах абсциссы точек их пересечения с характе­рис­ти­ками отдельных участков. В результате получим ряд точек а, b, с,..., опре­деля­ющих суммар­ную характеристику II+III+IV трубопровода при па­рал­лель­ном соединении.

Таким образом, для построения суммарной характе­ристики сложного трубо­про­вода необходимо сложить характеристики отдельных участков (при парал­лель­ном соединении по горизонтали, при последовательном — по вертикали).

В общем случае, когда трубопровод состоит из ряда участков, соединенных между собой как последователь­но, так и параллельно, суммарную харак­те­рис­ти­ку всего трубопровода находят путем последова­тельного сложения предвари­тель­но достроенных характеристик всех отдельных участков. Сначала сумми­руют характеристики параллельно включенных участков 2, 3, 4 по горизонтали, а за-тем их суммарную харак­теристику по вертикали с характеристиками уча­стков 1 и 5, включенных последовательно.

В тех случаях, когда отдельные участки тру­бопровода лежат в раз­ных плос­костях, при по­строении и суммировании характеристик необходи­мо учи­ты­вать также раз­ность высот ?z между начальной и конечной точками участков. Харак­теристики этих участков следует строить не от начала координат, а из точек, от­стоя­щих от него по оси ординат на величину ?z. Значение ?z нужно откла­дывать вверх, если конечная точка участка располо–жена выше начальной точки (подъ­ем жидкости), и вниз, если она находится ниже начальной точки (опускание жид­кости). Аналогично следует поступать и в тех случаях, когда жидкость пода­ется в емкости с повышенным или понижен–ным давлением. В первом случае высо­ту ?p/pg, соответствующую разности начального и конечного дав­лений р1 – р2 = ?р, откладывают вверх, а во втором – вниз.

По построенным гидравлическим характеристикам трубопроводов легко опре­де­ляются необходимый перепад напоров ?H по заданному расходу Q или расход по за­данному перепаду напоров. Например, если для простого трубопровода пост­роена его гидравлическая характеристика, то, отложив перепад на­поров ?H = ?z на оси ординат, по соответствующей ему точке характеристики можно опре­делить расход Q. Ана­логично определяют необходимый перепад напоров при заданном расходе.

Гидравлическую характеристику трубопровода ис­пользуют также при подборе центро­бежного насоса.

Для определения необходимого диаметра трубопрово­да по заданному Q и строят, задаваясь разными зна­чениями d, график зависимости ?H = f (d). По задан­ному значению ?H определяют соответствующий ему диаметр трубопро­вода d.

Программы расчетов для построения зависимости ?H = hтр = f (Q) и ?H = hтр = f (d) на программируемых калькуляторах типа «Электроника», БЗ-34, МК-61 и им подобных приведена в прил. 2.













Содержание

Движение воды в русле канала. 1

Местные сопротивления 2

Сложение потерь напора 3

Графоаналитические методы расчета трубопроводов 4

Содержание 8

ОАО «ГАЗПРОМ» 9

Волгоградский колледж газа и нефти 9

Реферат по гидравлике 9

Выполнил: студент гр. 02ЭГП-1С 9

Ирушкин В. Ю. 9

Волгоград 2002 9




ОАО «ГАЗПРОМ»

Волгоградский колледж газа и нефти












Реферат по гидравлике













Выполнил: студент гр. 02ЭГП-1С

Ирушкин В. Ю.











Волгоград 2002

© Рефератбанк, 2002 - 2017