Расчет гидравлической циркуляционной установки 2 (стр. 2 из 5)
1) Определить геометрическую высоту всасывания насоса Н2.
2) Определить показание дифманометра (или дифпьезометра) скоростной трубки.
3) Построить эпюру скоростей для сечения в месте установки скоростной трубки.
4) Определить показание дифманометра расходомера Вентури (hвен).
5) Определить установившейся уровень жидкости в промежуточной емкости Н1.
6) Определить разность показаний манометров Рм2 и Рм3.
7) Определить суммарные потери напора в местных сопротивлениях нагнетательной линии и их суммарную эквивалентную длину.
8) Определить необходимый диаметр самотечного трубопровода dc, обеспечивающий установление заданного постоянного уровня в верхнем резервуаре Н3.
9) Определить минимальную толщину стальных стенок трубы d2, при которой не происходит её разрыва в момент возникновения прямого гидравлического удара.
10) Определить полезную мощность насоса.
4.1. Определение геометрической высоты всасывания насоса Н2.
4.1.1. Для определения геометрической высоты всасывания насоса Н2 рассмотрим два сечения А-А (поверхность жидкости в нижнем резервуаре В) и В-В (в месте установки вакуумметра Рв во всасывающей линии насосной установки). Мы имеем дело с установившимся движением вязкой несжимаемой жидкостью. Запишем уравнение Бернулли для сечения А-А и В-В:
…(1)где
, 
- расстояния от сечений А-А и В-В соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости (м); 
, 
- давления в сечениях А-А и В-В соответственно (Па); 
- плотность циркулирующей жидкости (кг/м3);g - ускорение свободного падения (м2/с);
VA-A ,VB-B - скорость течения жидкости в сечение А-А и В-В соответственно (м/с);
, 
- коэффициенты Кориолиса, которые учитывают неравномерность распределения скоростей в сечениях А-А и В-В соответственно; 
- потери напора на участках между выбранными сечениями.Выберем сечение А-А за начало отсчёта, тогда zА-А=0 и zВ-В=Н2.
VA-A=0, так как уровень в нижнем резервуаре В установившийся.
, так как резервуар В открыт. 
- разность атмосферного и вакуумного давления.Для решения практических задач коэффициент Кориолиса можно принять равным единице, т.е.
. 
, где Q – расход жидкости (м3/с); S- площадь поперечного сечения (м2). 
В результате формула (1) примет вид:
…(2)Для определения Н2 необходимо определить расход Q и потери напора hA-B.
4.1.2. Для определения расхода жидкости рассмотрим ртутный дифманометр расходомера Вентури.Запишем уравнение неразрывности для сечений 1-1 и 2-2:
(1)Выразим из (1) скорость
: 
(2).Запишем уравнение Бернулли Для двух сечений 1-1 и 2-2:
(3)где
, 
- расстояния от сечений А-А и В-В соответственно до некоторой произвольно выбранной горизонтальной плоскости (м); 
, 
- давления в сечениях А-А и В-В соответственно (Па); 
- плотность циркулирующей жидкости (кг/м3);g - ускорение свободного падения (м2/с);
V1 ,V2 - скорость течения жидкости в сеченьях А-А и В-В соответственно (м/с);
, 
- коэффициенты Кориолиса, которые учитывают неравномерность распределения скоростей в сечениях А-А и В-В соответственно; - потери напора на участках между выбранными сечениями.Выберем ось трубопровода за начало отсчёта, тогда z1=z2=0, т.к. трубопровод горизонтален. Предположим, что по трубопроводу течёт идеальная жидкость, что позволяет не учитывать потери напора hA-B=0.
α1=α2=1, (для практических расчётов).
Запишем (3) с учётом всех утверждений:
(4).Выразим из (4) с учётом (2):
(5)Из рисунка видно, что
, где 
(6)Теоретический расход будет меньше, т.к. существуют потери напора, учтём это с помощью поправочного коэффициента, который называется коэффициентом расхода μ.
, где S1=Sвен (7).Подставим в (7) уравнение (5) (с учётом (6)):
, где 
В итоге имеем:
4.1.3. Определим потери напора hА-В.
hА-В=hд+hм (3) , где hд - потери напора по длине трубопровода (м); hм- потери напора от местных сопротивлений.
hм= hкор +hкол+hзад , где hкор- потери напора на коробке всасывающей линии (м);
hкол- потери напора на колене всасывающей линии (м);
hзад- потери напора на задвижке всасывающей линии (м).
hд=hд1+hд2 , где hд1- потери напора на участке трубопровода l1;
hд2- потери напора на участке трубопровода l2.
; 
; 
где
- коэффициент гидравлического сопротивления для соответствующего участка.Для определения λ1 и λ2 необходимо определить режим течения жидкости на соответствующих участках трубопровода. Для этого определим числа Re для этих участков:
где ν- кинематическая вязкость циркуляционной жидкости (м2/с).