Примеры гидравлических расчетов. Пример 5.1. На оси водопроводной трубы установлена трубка Пито с дифференциальным ртутным манометром
Пример 5.1. На оси водопроводной трубы установлена трубка Пито с дифференциальным ртутным манометром. Определить максимальную скорость движения воды в трубе V max, если разность уровней ртути в манометре Δ h = 18 мм.
Трубка Пито измеряет скоростной напор
Откуда Для определения Н запишем уравнение равновесия в ртутном манометре относительно плоскости а-а
где Отсюда получаем
Подставляя исходные данные, получим
Таким образом, максимальная скорость в трубе
Пример 5.2. Горизонтальная труба диаметром d = 5 см соединяет резервуары с водой, в которых поддерживаются постоянные уровни Н 1 = 4, 5 м и H 2 = 2, 5 м. Для регулирования расхода на трубопроводе установлен вентиль. Определить коэффициент сопротивления вентиля и потерю напора в нем, если расход воды Q = 12, 5 л/с, а избыточное давление на поверхности воды в напорном баке р изб = 25 кПа. Другими потерями напора пренебречь.
Решение: Перед записью уравнения Бернулли выбираем два сечения. В качестве начального сечения принимаем открытую поверхность жидкости в напорном баке и обозначаем его 1-1. В пределах этого сечения скорость жидкости мала V 1 ≈ 0, абсолютное давление р 1 = р а + р изб. Конечное сечение выбираем на поверхности жидкости в сливном баке 2-2. В пределах этого сечения скорость V 2 ≈ 0, абсолютное давление р 2 = р а. В качестве произвольной горизонтальной плоскости для отсчета нивелирных высот (сечение 0-0) выбираем плоскость, совпадающую с осью трубопровода. Тогда z 1 = H 1, а z 2 = H 2. В соответствии с условием задачи учитываем только местные потери напора на вентиле h в, тогда уравнение Бернулли принимает вид:
Выразим потери напора на вентиле
С другой стороны, потери напора можно определить по формуле Вейсбаха
Скорость движения жидкости выразим из уравнения неразрывности потока
Подставив в формулу и выразив коэффициент сопротивления, окончательно получаем:
Следовательно,
|
Решение:
давления в трубках ртутного манометра на уровне верхней отметки ртути; 
- плотность ртути (13600 кг/м3) и воды (1000 кг/м3).
;
= 
