Пример расчета. Исходные данные: длина трубопровода l = 25 м, диаметр d = 150 мм, площадь поперечного сечения S = 1,76 дм2

Исходные данные: длина трубопровода l = 25 м, диаметр d = 150 мм, площадь поперечного сечения S = 1, 76 дм², толщина стенок d = 12 мм, материал — чугун, время закрытия задвижки (крана), установленной в конце трубопровода t _З = 0, 02 с, расход воды в трубопроводе при открытой задвижке
Q = 30л/с.

Требуется определить повышение давления в трубопроводе при полном закрытии задвижки.

Порядок расчета:

а) вычисляется скорость распространения фронта ударной волны по формуле (3.47), для чего предварительно находятся по приложению 2 модуль упругости чугуна Е = 98100 МПа и модуль упругости воды Е _ж = 2030 МПа, а по приложению 1 — плотность воды r = 1000 кг/м³.

 

 

б) определяется вид гидравлического удара, для чего сравнивается время, необходимое фронту волны для добегания до напорного резервуара и возвращения обратно со временем закрытия задвижки.

Из зависимости (3.48) следует, что

 

 

Следовательно, удар прямой, поэтому для расчета ударного давления используем зависимость (3.46).

в) находим изменение скорости, в результате которой возникает гидравлический удар, а затем по формуле (3.46) — ударное давление.

Скорость движения воды в трубопроводе до закрытия задвижки вычисляется с помощью уравнения неразрывности (3.28):

 

 

При полном закрытии задвижки конечная скорость будет равна нулю, и, соответственно, изменение средней скорости движения жидкости в трубопроводе Dυ = –1, 7 м/с.

Тогда

3.9 лабораторное занятие
«Истечение жидкости через отверстия и насадки»