Расчет гидравлической циркуляционной установки 2 (стр. 3 из 5)
Имеем, что Re1>Reкр=2300
на участке трубопровода l1 турбулентный режим течения;Re2>Reкр=2300
на участке трубопровода l2 турбулентный режим течения.Определим тип трубопровода (шероховатый или гладкий) на участках трубопровода l1 и l2.
Для этого определим значения величин обратной относительной шероховатости для обоих рассматриваемых участков:
Оба участка принадлежат зоне шероховатых труб, т.к. их числа Re принадлежат промежуткам:
для первого и второго промежутков соответственно. Следовательно, для определения λ1 и λ2 воспользуемся формулой Альтшуля: 
Найдём суммарные потери напора для участков l1 и l2:
Подставим полученные нами значения в формулу (3) и получим необходимую величину:
hА-В=hд+hм=0,61+1,02=1,63м.
По формуле (2) определим геометрическую высоту всасывания насоса Н2:
4.2. Определение показания дифманометра (или дифпьезометра) скоростной трубки.
Запишем уравнение Бернулли для осевой трубки:
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 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 ось трубопровода за начало отсчёта, тогда z1=z2=0.
Потерями напора между сечениями пренебрегаем hA-B=0.
V2=0, т.к. жидкость внутри дифманометра почти неподвижна.
α1=α2=1, (для практических расчётов).
В итоге имеем:
(1).Из рисунка видно разность давлений:
В результате уравнение (1) примет вид:
Имеем расчетную формулу для определения показания дифманометра:
4.3. Построить эпюру скоростей для сечения в месте установки скоростной трубки.
Анализируя схему циркуляционной установки можно сделать вывод, что расход жидкости постоянный в любом сечении трубопровода. Следовательно, режим течения жидкости зависит от диаметра трубопровода на рассматриваемом участке. Это, в свою очередь, говорит об идентичности режима течения на участках трубопровода с одинаковыми диаметрами. В месте установки скоростной трубки режим течения идентичен режиму течения на участке трубопровода всасывающей линии. Следовательно, мы имеем турбулентный режим течения, который происходит в зоне сопротивления шероховатых труб.
Формула для распределения скоростей в круглой трубе при турбулентном режиме в зоне шероховатых труб имеет следующий вид:
…(1),где U – местная скорость в данной точке сечения (м/с),
d1- диаметр трубопровода (м),
y – расстояние от оси трубопровода (м),
∆- эквивалентная шероховатость стенок труб (м),
h – показание дифманометра скоростной трубки.
Для построения эпюры скоростей зададим значения y в интервале от 0 до d1/2 с шагом 10 мм. Вычислим для каждого значения у местную скорость. По результатам составим таблицу и построим график.
Вычислим значение местной скорости при у=1мм:
=3,166 м/с. | y, мм | 0 | 4,1 | 8,2 | 12,3 | 16,4 | 20,5 | 24,6 | 28,7 | 32,8 | 36,9 | 41 | 45,1 | 49,2 |
| v, м/с | 3,166 | 3,151 | 3,135 | 3,118 | 3,101 | 3,082 | 3,063 | 3,043 | 3,021 | 2,999 | 2,974 | 2,949 | 2,921 |
| y, мм | 53,3 | 57,4 | 61,5 | 65,6 | 69,7 | 73,8 | 77,9 | 82 | 86,1 | 90,2 | 94,3 | 98,4 | 102,5 |
| v, м/с | 2,891 | 2,858 | 2,523 | 2,783 | 2,739 | 2,689 | 2,631 | 2,563 | 2,479 | 2,371 | 2,219 | 1,96 | 0 |
4.4. Определение показаний ртутного дифманометра расходомера Вентури.
hвен известно по условию и равно 286 мм.рт.ст. или 0,286м.
4.5. Определить установившийся уровень жидкости в промежуточной емкости Н1.
Для определения установившегося уровня жидкости в промежуточной ёмкости Н1составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2.
(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);
V1 ,V2 - скорость течения жидкости в сеченях 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.Плоскость сравнения совместим с сечением 2-2, тогда z1=Н1;z2=0. Предположим, что по трубопроводу течёт идеальная жидкость, что позволяет не учитывать потери напора hA-B=0.
α1=α2=1, (для практических расчётов). Т.к. диаметр промежуточной ёмкости во много больше диаметра насадка V1>>V2, значит V1=0, V2=Vнас.
р1=р2=ратм, т.к. ёмкости открытые.
Запишем (1) с учётом всех утверждений:
(2).