Из открытого резервуара с глубиной наполнения h=1м вода истекает в атмосферу по вертикальной трубе

Из открытого резервуара с глубиной наполнения h=1м вода истекает в атмосферу по вертикальной трубе длиной l=5м (рис. 1). Определить диаметр трубы d для пропуска расхода Q=9,1л/с. Уровень воды в резервуаре постоянный, скоростным напором на поверхности воды в резервуаре пренебречь. Считать трубу водопроводной в нормальных условиях. Методические указания: задача решается методом подбора диаметров: принимаются диаметры но ГОСТу, например, d1 =100 мм; d2=75 мм; d3 = 50 мм, рассчитывается действующий напор Н=h+l сравнивается с заданным значением и выбирается наиболее приемлемый вариант. Рисунок1

Применим уравнение Бернулли для свободной поверхности I и свободной поверхности II. Плоскость сравнения проведем через плоскость II-II.
Пологая, что режим течения турбулентный, т. е. . Учитывая, что скорость на свободной поверхности равна 0 , Скорость в сечении II-II равна скорости в трубопроводе: а также и можно записать:
:
- потери напора;
потери напора по длине 1-ом участке;
местные потери напора 1-ом участке;
где - коэф-т сопротивления входа в трубопровод.
- коэф-т сопротивления выхода
Зададимся диаметром d=50мм и проведем расчет потребного напора:
Определим скорость:
м/с
Значение определяется для нормальной водопроводной трубы при d=100мм:
Потребный напор:
м
Т.к м принимаем меньшее значение диаметра d=75мм
Определим скорость:
м/с
Значение определяется для нормальной водопроводной трубы при d=75мм:
Потребный напор:
м
Т.к м принимаем меньшее значение диаметра d=50мм
Определим скорость:
м/с
Значение определяется для нормальной водопроводной трубы при d=50мм:
Потребный напор:
м
Т.к м принимаем значение диаметра d=50мм