Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной L и диаметром

Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной L и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем замкнутом резервуаре (рис.16). Определить давление р воздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициент сопротивления вентиля ξв=8,0. Учесть потери напора на входе в трубу и на выходе из трубы. Эквивалентная шероховатость стенок трубы kэ = 0,2 мм. Дано: Жидкость - вода; Q = 4,0л/с, d= 50 мм, L = 6 м.

Определяем скорость движения воды v трубе по формуле:
v = 4·Q/(π·d2) = 4·4,0·10-3/(3,14·0,052) = 2,038 м/с. Определяем число Рейнольдса:
Re = v·d/ν, где ν = 1,006·10-6 м2/с- кинематическая вязкость воды при t=20ºC.
Re = 2,038·0,05/1,006·10-6 = 101292 = 1,013·105 > Reкр = 2320, т.е. режим движения -турбулентный. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:
z1 + p1/ρ·g + α1·v12/2g = z2 + p2/ρ·g + α2·v22/2g + hтр , (1)
В качестве плоскости сравнения выбираем сечение 1-1 . Тогда уравнение (1) примет более простой вид, т.к.: z1 = 0, z2 = L = 6м, α1= α2 ≈ 1(принимается обычно при расчетах), v1≈0, v2 = v, p1 = p + ратм + ρ·g·h, p2 = pатм + ρ·g·h,
( p + ратм + ρ·g·h)/ρ·g = L + (pатм + ρ·g·h)/ρ·g + v2/2g + hтр , или
p/ρ·g = L + v2/2g + hтр, (2), где hтр = (λ·L/d + Σξм)·v2/2g - потеря напора, здесь:
сумма коэффициентов местных сопротивлений равна: Σξм = ξвх + ξв + ξвых
ξвх = 0,5 (вход в трубу при острых кромках); ξвых = 1,0 (выход из трубы под уровень), ξв = 8,0 (задано)

. Тогда уравнение (1) примет более простой вид, т.к.: z1 = 0, z2 = L = 6м, α1= α2 ≈ 1(принимается обычно при расчетах), v1≈0, v2 = v, p1 = p + ратм + ρ·g·h, p2 = pатм + ρ·g·h,
( p + ратм + ρ·g·h)/ρ·g = L + (pатм + ρ·g·h)/ρ·g + v2/2g + hтр , или
p/ρ·g = L + v2/2g + hтр, (2), где hтр = (λ·L/d + Σξм)·v2/2g - потеря напора, здесь:
сумма коэффициентов местных сопротивлений равна: Σξм = ξвх + ξв + ξвых
ξвх = 0,5 (вход в трубу при острых кромках); ξвых = 1,0 (выход из трубы под уровень), ξв = 8,0 (задано)