Вода перекачивается насосом из открвтого бака в расположенный ниже резервуар В, где поддерживается постоянное

Вода перекачивается насосом из открвтого бака в расположенный ниже резервуар В, где поддерживается постоянное давление рв абс по трубопроводу общей длиной L и диаметром d. Разность уровней в баках h. Определить напор, создаваемый насосом для подачи в бак В расхода воды Q. Принять суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ=6,5. Эквивалентная шероховатость стенок трубопровода kэ = 0,15 мм. Вариант 17

Запишем выражение для потребного напора, создаваемого насосом:
Нпотр=Нст+ h,
где Нст – статический напор, который складывается из пьезометрического напора
Нп=рВ-рАρg
и геометрического напора Нг = -h (знак «минус», т.к. вода перекачивается в нижний бак).
Абсолютное давление в нижнем баке рВ=33000 Па меньше атмосферного рА≈100000 Па. Т.е., в нижнем баке поддерживается вакуум.
Потери напора Σh складываются из потерь по длине трубы hл и потерь в местных сопротивлениях hм.
Таким образом, потребный напор
Нпотр=рВ-рАρg-h+hл+hм.
Линейные потери по формуле Дарси-Вейсбаха
hл=λLd8Q2gπ2d4,
где λ – коэффициент гидравлического трения, для определения которого необходимо вычислить число Рейнольдса:
Re=vdν=4Qπdν,
где ν – кинематический коэффициент вязкости . Для воды при стандартных условий можно принять ν = 10-6 м2/с.
Тогда
Re=4∙44∙10-3π∙170∙10-3∙10-6=329544.
Таким образом, течение воды происходит в зоне шероховатых труб, для которой коэффициент λ может быть рассчитан по формуле Альтшуля:
λ=0,1168Re+kэd0,25=0,1168329544+0,151700,25=0,019.
Вычислим линейные потери:
hл=0,0191350,17∙8∙0,04429,8∙π2∙0,174=2,89 м.
Определим потери напора в местных сопротивлениях по формуле Вейсбаха, учитывая, что задан суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ=6,5:
hм=ξ8Q2gπ2d4=6,58∙442∙10-69,8∙π2∙0,174=1,24 м.
Подставим полученные результаты в выражение для потребного напора:
Нпотр=рВ-рАρg-h+hл+hм=0,033∙106-1051000∙9,8-2+2,89+1,24=-4,7 м.
Потребный напор отрицателен

. Для воды при стандартных условий можно принять ν = 10-6 м2/с.
Тогда
Re=4∙44∙10-3π∙170∙10-3∙10-6=329544.
Таким образом, течение воды происходит в зоне шероховатых труб, для которой коэффициент λ может быть рассчитан по формуле Альтшуля:
λ=0,1168Re+kэd0,25=0,1168329544+0,151700,25=0,019.
Вычислим линейные потери:
hл=0,0191350,17∙8∙0,04429,8∙π2∙0,174=2,89 м.
Определим потери напора в местных сопротивлениях по формуле Вейсбаха, учитывая, что задан суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ=6,5:
hм=ξ8Q2gπ2d4=6,58∙442∙10-69,8∙π2∙0,174=1,24 м.
Подставим полученные результаты в выражение для потребного напора:
Нпотр=рВ-рАρg-h+hл+hм=0,033∙106-1051000∙9,8-2+2,89+1,24=-4,7 м.
Потребный напор отрицателен