Вода из резервуара по короткому трубопроводу с l = 5 м и d =

Вода из резервуара по короткому трубопроводу с l = 5 м и d = 150 мм, вытекает в атмосферу через сопло. Диаметр сопла dc = 0,5d = 75 мм. Температура воды t = 20 °С. Истечение происходит при постоянном напоре над центром тяжести потока Н = 2,5 м. Шероховатость трубопровода Δ = 0,15 мм. Определить: 1. Скорость истечения из сопла υc, если заданы коэффициенты местных сопротивлений ξвх = 0,4 и ξкр = 3,5. 2. Расход в трубопроводе Q.

Задачу решить методом последовательного приближения, для чего следует задаться ориентировочным значением скорости в трубопроводе υ = 1...2 м/с. Коэффициент сопротивления сопла принять соизмеримым с коэффициентом внезапного сужения потока.
Из условия сплошности (неразрывности) для последовательного трубопровода:
Q = Qс = S · υ = Sс · υс
отсюда
где
скорость потока в сопле:
Суммарные потери в трубопроводе складываются из потерь на трубопроводе и на сопле:
Σh = Σh + Σhс
Предварительно будем считать, что в трубопроводе турбулентный режим течения . Вода - маловязкая жидкость.
Для определения потерь напора при турбулентном течении воспользуемся формулой Вейсбаха - Дарси:
В данном случае неизвестной величиной является коэффициент гидравлического трения λ. Универсальной формулой для определения λ при турбулентном режиме, является формула Альтшуля, однако при неизвестных значениях числа Рейнольдса можно предварительно воспользоваться её сокращённым вариантом - формулой Шифринсона, применяемой для зоны автомодельности, тогда для трубопровода:
Местные сопротивление на трубопроводе:
- выход из бака (вход в трубу) с - ξвх = 0,4;
- кран с ξкр = 3,5, тогда:
Потери на сопле.
- внезапное сужение потока с диаметра d на dс, значение коэффициента местного сопротивления ξвс вычисляем по формуле Идельчика:
- выход из трубопровода (бесконечное расширение) ξвых = 1;
Суммарная характеристика трубопровода:
отсюда
Проверим режимы течения и уточним значения λ по формуле Альтшуля:
ν = 1,01·10-6 м2/с - кинематическая вязкость воды при 20 °С.
Cкорость потока в сопле:
Определим расход жидкости:
Ответ: Скорость потока в сопле 5,43 метра в секунду, а расход воды по трубопроводу 24 литра в секунду.

. Вода - маловязкая жидкость.
Для определения потерь напора при турбулентном течении воспользуемся формулой Вейсбаха - Дарси:
В данном случае неизвестной величиной является коэффициент гидравлического трения λ. Универсальной формулой для определения λ при турбулентном режиме, является формула Альтшуля, однако при неизвестных значениях числа Рейнольдса можно предварительно воспользоваться её сокращённым вариантом - формулой Шифринсона, применяемой для зоны автомодельности, тогда для трубопровода:
Местные сопротивление на трубопроводе:
- выход из бака (вход в трубу) с - ξвх = 0,4;
- кран с ξкр = 3,5, тогда:
Потери на сопле.
- внезапное сужение потока с диаметра d на dс, значение коэффициента местного сопротивления ξвс вычисляем по формуле Идельчика:
- выход из трубопровода (бесконечное расширение) ξвых = 1;
Суммарная характеристика трубопровода:
отсюда
Проверим режимы течения и уточним значения λ по формуле Альтшуля:
ν = 1,01·10-6 м2/с - кинематическая вязкость воды при 20 °С.
Cкорость потока в сопле:
Определим расход жидкости:
Ответ: Скорость потока в сопле 5,43 метра в секунду, а расход воды по трубопроводу 24 литра в секунду.