6 РІНЯННЯ БЕРНУЛЛІ, РОЗРАХУНОК ПРОСТИХ ТРУБОПРОВОДІВ

6.3 Приклади
           6.3.1. Визначити швидкість газів в газоході парового котла, якщо динамічний напір, заміряний за допомогою спиртного манометра, рівний , середня температура газів в газоході. Густина газів за нормальних фізичних умов густина спирту
           Розв’язок
           Швидкість газів в газоході визначається за формулою
                                                                                                  
           де hг - динамічний напір, м. газ. ст.
           Густина газів при tг = 367°С
                         
тоді динамічний напір в метрах газового стовпа буде рівний:
                                      
         Швидкість газів
                                               
           6.3.2. Визначити теоретичну витрату води, якщо різниця напорів у великому і малому перерізах водоміра Вентурі Діаметр трубопроводу D = 300 мм, діаметр циліндрової ділянки водоміра d = 100 мм (рис.6.3).
Розв’язок
           Для вирішення скористаємося формулою
                                                                                       
           Різниця п'єзометричних напорів у метрах водяного стовпа
                                         
           Витрата води
                                                
           6.3.3. Визначити режим руху води у стані насичення по трубопроводу, що має внутрішній діаметр 125 мм, при об'ємній витраті Температура води 150°С.
           Розв’язок
           Для того, щоб визначити режим руху води по трубопроводу, необхідно обчислити критерій Рейнольдса
                                                                                                       
           Швидкість руху води рівна
                          .                        
           З табл. А.1.12 знаходимо m для води при t = 150 °С:
                                                                                      

Оскільки
                                                               
то режим руху води турбулентний.
           6.3.4. Для потреб гарячого водопостачання до споживачів подається вода в кількості при температурі t = 70°С. Довжина трубопроводу l = 1000 м, внутрішній діаметр тиск води на початку лінії . Відмітка осі трубопроводу в кінцевій точці на 2 м вище початкової. Визначити повний напір і тиск на початку і кінці трубопроводу, якщо шорсткість труб а втрата напору в місцевих опорах рівна 10 % лінійних втрат.
           Розв’язок.
           Повний напір в початковій точці визначається по рівнянню Бернуллі
                                             .                                            
           Напір в кінці трубопроводу
                                                .                                               
           Втрати напору визначимо за рівнянням
                            .                           
           Визначимо характер руху рідини в трубопроводі
                                                  .                                                 
        При t = 70°С  коефіцієнт кінематичної в'язкості (див. табл. А.1.12)
                                                                   
Швидкість води в трубопроводі
                                             
Оскільки , то коефіцієнт гідравлічного тертя слід визначати по формулі Шифрінсона
                                                   
           Зрештою знайдемо втрати напору за умови, що (див. табл. А.1.12), з урахуванням місцевих втрат, які по умові задачі складають 0,1 лінійних
                        
Якщо прийняти за початок відліку то
                                                       
                                                                         
           Тиск в кінці трубопроводу (згідно рівняння Бернуллі)
   
  
           6.3.5. Визначити максимальну швидкість води в трубопроводі, якщо різниця повного і п'єзометричного напорів за ртутним дифманометром рівна 20 мм. рт. ст.
           Розв’язок
           Максимальна  швидкість води в трубі матиме місце в центрі труби, тобто співпадатиме з віссю установки трубки для виміру швидкісного напору. Запишемо розрахункову формулу
                                                                         
          
                                                 
           6.3.6. Визначити можливу витрату з водопроводу в будівлі, розташованій на відстані 1 км від водонапірної башти, якщо відомо, що рівень води в башті підтримується постійним на висоті 20 м. Вода в будівлю повинна бути поданий на висоту 10 м. Водопровід має внутрішній діаметр d = 175 мм і прокладений по прямій між водонапірною баштою і будівлею.
           Розв’язок
           Для визначення витрати води з водопроводу, м3/с, скористаємося формулою
                                               ,                                              
           де К – витратна характеристика труби, визначається за [23]; для d = = 175 мм знаходимо
Втрата напору визначається різницею висот рівня води в башті і в будівлі
Тоді
                                                
           6.3.7. Визначити необхідну висоту рівня води в напірному баці, призначеному для подачі води споживачам по трубопроводу діаметром      d =125 мм і завдовжки  l = 1200 м, якщо витрата 
           Розв’язок
           Висота рівня водопровідного бака повинна бути такою, щоб подолати опори на шляху від бака до споживача. Отже, висота рівня води в баку повинна бути рівною або більше втрат напору:
                                                                                         
           Витратну характеристику Кзнаходимо за [23]. При d = 125 мм :  
Тоді