zapogi.ru 1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ


ЛИВЕНСКИЙ ФИЛИАЛ ФГОУ ВПО

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УНПК»

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра технологии машиностроения

ТИПОВОЙ РАСЧЕТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ГИДРАВЛИКА»

Работу выполнил студент Титов В. В.

Специальность 151001 «Технология машиностроения»

Группа 3Т Шифр 081465

Вариант №12

Отметка о зачете ___________ дата «___»___________2011г.

Преподаватель Лущик Е. А.

Ливны 2011

Задача

Решение:

В инженерной практике часто приходится рассматривать вопросы истечения жидкости через отверстия различных форм и размеров, через различные короткие патрубки, называемые насадками, а так же через водосливы. При этом истечения жидкости может происходить в атмосферу (незатопленные отверстия), или под уровень (затопленные отверстия), а также при постоянном или переменном напорах.

Насадки делятся на три основных типа: цилиндрические, конические и коноидальные.

Цилиндрический насадок – цилиндрический патрубок, имеющий длину порядка трех-четырех диаметров. Они делятся на внешние и внутренние насадки. Основное назначение цилиндрических насадков – с образованием вакуума насадки увеличивают пропускную способность.

Конические насадки бывают двух типов: расходящиеся и сходящиеся.

В конически расходящихся насадках в области сжатого сечения создается вакуум, как и в цилиндрических насадках, но большей величины. Конически расходящиеся насадки отличаются значительными потерями энергии, большой пропускной способностью, малыми скоростями выхода.

Конически сходящиеся насадки имеют форму конуса, сходящегося по направлению к выходному сечению. Основным назначением конически сходящихся насадков является увеличением скорости выхода потока с целью создания в струе большой кинетической энергии; кроме того, струя, выходящая из конически сходящегося насадка отличается компактностью и способностью на длительном расстоянии сохранять форму струи.


Коноидальный насадок представляет собой усовершенствованный конически сходящийся насадок. Он выполняется по форме струи, вытекающей из отверстия. Такая форма насадка устраняет сжатие струи и сводит до минимума все потери энергии в вытекающей струе.


  1. Определение скорости истечения и расхода через конический расходящийся насадок под уровень в соседний бак

При постоянном напоре расход жидкости через конический расходящийся насадок определяется по формуле:

(1)

где – коэффициент расхода;

– площадь отверстия;

H – напор при входе в диффузор (Н=Н2=1,4 м)

Скорость при выходе из конического расходящегося насадка определяется по формуле:

(2)

где – коэффициент сжатия струи

коэффициент скорости, определяемый как

(3)

где – коэффициент Кориолиса;

– коэффициент местного сопротивления.

Принимаем следующие геометрические размеры насадка:



И выбираем значения из таблицы 11 [3, с. 206]:



Получим:



При истечении жидкости через отверстие в тонкой стенке выбираем коэффициенты из таблицы 11 [3, с. 206]:



и определяем:





следовательно:







  1. Определение скорости истечения и расхода через трубопровод в атмосферу

Для определения скорости истечения составим уравнение Бернулли для двух сечений I-I и II-II, выбрав за плоскость сравнения линию O-O.

(4)

Скоростным сечением I-I можно пренебречь.

(5)

Отсюда:

(6)

где – суммарные потери при прохождении жидкости по трубопроводу;


– потери в первом трубопроводе;


– потери на вход в трубопровод 1;


– при выходе из больших резервуаров;


где – потери во втором трубопроводе;









По таблице 6 приложения [3, с.353]







Из раздела 9 приложения [3, с.353]



Так как при последовательном соединении труб , и , то





Уравнение Бернулли примет вид:



Для выполнения расчета графоаналитическим способом задаем расход через трубопровод и определяем потери в каждом трубопроводе.


  1. При Q=0,1 м3/ч =0,000028 м3








  1. При Q=0,2 м3/ч =0,000056 м3/с






  1. При Q=0,3 м3/ч =0,000084 м3/с









  1. При Q=0,4 м3/ч =0,000111 м3/с









  1. При Q=0,5 м3/ч =0,000139 м3/с








  1. При Q=0,6 м3/ч =0,000167 м3/с








  1. При Q=0,7 м3/ч=0,000194 м3/с









  1. При Q=0,8 м3/ч=0,000222 м3/с









  1. При Q=0,9 м3/ч =0,00025 м3/с








  1. При Q=1,0 м3/ч=0,000278 м3/с







Данные расчета сведем в таблицу 1
Таблица 1

№ п/п

Q,

, м/с

, м

, м

, м

м3

м3/c

1

0,1

0,000028

0,36

0,044

0,34


0,384

2

0,2

0,000056

0,71

0,175

1,323

1,498

3

0,3

0,000083

1,07

0,398

3,004

3,402

4

0,4

0,000111

1,43

0,711

5,366

6,077

5

0,5

0,000139

1,78

1,102

8,314

9,416

6

0,6

0,000167

2,14

1,593

12,017

13,610

7

0,7

0,000194

2,50

2,174

16,400

18,574

8

0,8

0,000222

2,86

2,845

21,463

24,308


9

0,9

0,000250

3,21

3,584

27,037

30,621

10

1,0

0,000278

3,57

4,43

34

38,43


По полученным данным построим график зависимости

По суммарному графику определяем при заданном H=8м расход истечения Q=0,45 м3/ч и скорость истечения


  1. Построить эпюры полного и избыточного давления на боковую поверхность бака A.

Полное давление определяется по формуле:

(7)

где – избыточное давление ;



– атмосферное давление ()



  1. Определить силу давления жидкости на боковую поверхность и дно бака, если он прямоугольный

В случае, когда давление на свободной поверхности жидкости в сосуде, так же как и на внешней поверхности стенки равно атмосферному, сила давления на стенку бака равна:


(8)

где – площадь боковой стенки бака

;



Сила давления на дно равна:

(9)





  1. Центр давления – точка приложения силы давления.

Точка приложения равнодействующей силы давления на боковые стенки будет лежать на вертикальной оси, проходящей через центр тяжести дна на глубину от поверхности жидкости в баке:

(10)




Список использованных источников




  1. Андриевская А.В., Кременецкий Н.Н., Панова М.В., Задачник по гидравлике. Изд. 2-е, переработ. и доп. Учебное пособие для гидромелиоративных и гидротехнических факультетов и вузов. – М.: «Энергия», 1970. – 424с,с ил.

  2. Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов / В.В. Вакина, И.Д. Денисенко, А.Л. Столяров – К.: Вища шк. Головное из-во, 1986. – 208с.

  3. Угинчус А.А., Гидравлика и гидравлические машины.Изд. 2-е, переработ. и доп. – Издательство Харьковского ордена трудового красного знамени государственного университета имени А.М. Горького, 1960. – 358с.