Презентация на тему: Гидравлика (специальность АДиА)

Гидравлика (специальность АДиА)
Тема: Истечение жидкости через насадки
Гидравлика (специальность АДиА)
Виды насадков и их коэффициенты расхода
Задача 3
Варианты к задаче 3
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Задача 4
Варианты к задаче 4
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Задача 4а
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Таблица зависимости кинематической вязкости воды ν от температуры
Режимы движения жидкости в открытых руслах
Как определить число Рейнольдса?
Задача 5
Варианты к задаче 5
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Задача 6
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
График для определения глубины в сжатом сечении и глубины, сопряженной с ней, в нижнем бьефе сооружений при прямоугольной форме отводящего русла.
Задача 7
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
Гидравлика (специальность АДиА)
1/40
Средняя оценка: 4.5/5 (всего оценок: 40)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (278 Кб)
1

Первый слайд презентации: Гидравлика (специальность АДиА)

Пояснение к решению задач по равномерному и неравномерному движению

Изображение слайда
2

Слайд 2: Тема: Истечение жидкости через насадки

Насадком называют короткую трубу, присоединённую к отверстию в тонкой стенке. Длина насадка равна трём – пяти диаметрам отверстия. По форме насадок может быть: внешним цилиндрическим, внутренним цилиндрическим, коническим сходящимся, коническим расходящимся, коноидальным.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Наиболее частыми задачами при расчётах истечения жидкости из насадков являются : 1. Определение скорости истечения жидкости где φ –коэффициент скорости 2. Определение расхода жидкости где µ –коэффициент расхода (зависит от формы насадка)

Изображение слайда
4

Слайд 4: Виды насадков и их коэффициенты расхода

Внешний цилиндрический Внутренний цилиндрический Конический сходящийся Конический расходящийся Коноидальный μ = 0.82 μ = 0.71 μ = 0.94 μ = 0.5 μ = 0.98

Изображение слайда
5

Слайд 5: Задача 3

Определить расход воды, протекающей через насадок Дано: Р 1 = Р ат Р 2 = Р вак =0.01МПа = 10 4 Па Н 1 = 2м Н 2 = 5м Тип насадка конический сходящийся d = 10мм = 0.01м Р 1 Р 2 Н 2 d Н 1

Изображение слайда
6

Слайд 6: Варианты к задаче 3

Вариант Р 1, МПа Р 2, МПа Н 1,м Н 2,м Тип насадка, θ ° d, мм 1 Р ат Р вак = 0.05 4 12 Конический расходящ. 10 2 Р изб = 0.0 1 Р ат 3 1 Внешний цилиндр 12 3 Р ат Р абс =0.13 5 4 Коноидальный 14 4 Р вак = 0.04 Р ат 3 6 Конический расходящ. 16 5 Р ат Р изб = 0.0 2 2 4 Внутр. цилиндрич. 18 6 Р абс =0.11 Р ат 1 6 Коноидальный 12 7 Р ат Р вак = 0.03 4 3 Конический расходящ. 11 8 Р изб = 0.0 3 Р ат 3 5 Внешний цилиндр 13 9 Р ат Р абс =0.14 3 2 Конический сходящ 15 0 Р вак = 0.04 Р ат 5 7 Коноидальный 17

Изображение слайда
7

Слайд 7

Расход воды через насадок при постоянном напоре находят по формуле: [м3/с] где  - коэффициент расхода, принимается в зависимости от варианта насадка для конического сходящегося насадка  = 0.94.  - площадь насадка, определяется по формуле: d - диаметр насадка; H пр - приведенный напор, обеспечивающий истечение через насадок; H пр определяется как результирующий напор слева и справа с учетом давления на свободную поверхность.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Р 1 = атмосферному давлению, что соответствует 10 5 Па; γ – удельный вес, γ = ρ ·g; ρ – плотность жидкости = 1000 кг/м 3 g – ускорение свободного падения. В этой задаче для более точного соответствия приведенной зависимости ускорение свободного падения g допускается принимать равным 10м/с 2. Р вак переводим в абсолютное давление. По определению вакуумметрическое давление – это давление, недостающее до атмосферного. Следовательно, абсолютное значение Р вак = 10 4 Па будет: 10 5 - 1· 10 4 = 0.9 · 10 5 Па.

Изображение слайда
9

Слайд 9

Знак " - " означает, что жидкость движется из правого резервуара в левый. Ответ: Q = 0.00047 м3/сек = 0.47л/сек.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Задача 4

Каким должен быть уклон лотка трапецеидального сечения, чтобы при глубине h пропустить заданный расход Q. Ширина лотка по низу b, коэффициент заложения откосов m, эквивалентная шероховатость стенок лотка n. Исходные данные принимать по варианту.

Изображение слайда
11

Слайд 11: Варианты к задаче 4

Вариант Параметры и их размерность Расход Q, м 3 /с Глубина h, м Ширина канала по низу b, м Коэффиц. заложения откосов m Шерохов. стенок лотка n 1 0.3 0.6 0.4 1.0 0.022 2 1.0 0.8 0.6 2.0 0.02 3 0.7 0.8 0.5 1.5 0.04 4 0.9 0.7 0.6 2.0 0.03 5 0.8 0.7 0.7 1.1 0.025 6 0.6 0.4 0.8 1.6 0.04 7 0.8 0.6 0.6 1.5 0.01 8 0.6 0.3 0.9 1.7 0.035 9 0.4 0.5 0.3 2.0 0.02 0 0.9 0.7 1.0 1.2 0.03

Изображение слайда
12

Слайд 12

Продольный уклон лотка i определяется из формулы Шези: где V - скорость движения жидкости; R - гидравлический радиус; C - коэффициент Шези. При заданном расходе Q и размере трапецеидального канала можно найти скорость: где  - площадь живого сечения; для трапецеидального канала  =(b+mh) × h  м 2 ,

Изображение слайда
13

Слайд 13

где b – ширина низа канала; m - коэффициент заложения откосов стенок канала; h - высота воды в канале. Гидравлический радиус: R = ω / χ где χ - смоченный периметр; для трапеции Коэффициент Шези C можно определить по формуле Маннинга где n – коэффициент шероховатости стенок русла.

Изображение слайда
14

Слайд 14: Задача 4а

В каком режиме будет двигаться вода с температурой tº по каналу трапецеидального сечения при глубине h и ширина лотка по низу b, если заданный расход Q, а коэффициент заложения откосов m, Исходные данные принимать по варианту.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Вариант Параметры и их размерность Расход Q, м 3 /с Глубина h, м Ширина канала по низу b, м Коэффиц. заложения откосов m tº 1 17.3 0.6 0.4 1.0 8 2 18.0 0.8 0.6 2.0 17 3 10.7 0.8 0.5 1.5 4 4 22.0 0.7 0.6 2.0 22 5 16.4 0.7 0.4 1.1 19 6 19.6 0.4 0.8 1.6 16 7 17.8 0.8 0.6 1.5 18 8 10.6 0.3 0.9 1.7 14 9 17.4 0.5 0.3 2.0 12 0 20.9 0.7 1.0 1.2 20

Изображение слайда
16

Слайд 16

Изображение слайда
17

Слайд 17: Таблица зависимости кинематической вязкости воды ν от температуры

tº ν, м/с 2 tº ν, м/с 2 4 0,015676 17 0,010888 8 0,013873 18 0,010617 12 0,012396 19 0,010356 14 0,011756 20 0,010105 16 0,011177 22 0,009892

Изображение слайда
18

Слайд 18: Режимы движения жидкости в открытых руслах

Движение жидкости может осуществляться в ламинарном либо в турбулентном режиме. Критерием режима движения служит число Рейнольдса Re. Для открытых русел при Re < 580 наблюдается ламинарный режим при Re > 580 турбулентный.

Изображение слайда
19

Слайд 19: Как определить число Рейнольдса?

Для открытых русел число Рейнольдса находят по формуле: Re = V · R / υ где V – скорость движения потока, м/с R – гидравлический радиус, м; R= ω / χ ω – площадь сечения потока, м ω = ( b + m·h)·h χ – смоченный периметр, м χ = b + 2 h·√ 1+ m 2

Изображение слайда
20

Слайд 20: Задача 5

Определить нормальную h 0, м и критическую h К, м глубину, а также критический уклон i К, если известны расход Q м 3 /с, коэффициент шероховатости стенок канала n и ширина канала прямоугольного сечения b, м Дано: Q = 16м 3 /с, b = 8м, n = 0,025, i = 0,002

Изображение слайда
21

Слайд 21: Варианты к задаче 5

В а р и а н т ы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Q, м 3 /с 14 11 8 14 9 13 8 9 12 10 b, м 3 1.8 1.4 2.8 1.6 2.4 1.5 1.4 2.3 1.6 n 0.05 0.045 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.017 0.013 0.011 i 0.03 0.016 0.007 0.032 0.01 0.02 0.006 0.009 0.018 0.014 Исходные данные

Изображение слайда
22

Слайд 22

Нормальной называется глубина h 0, м, которая устанавливается при заданном расходе Q м 3 /с в условиях равномерного движения. Найти ее можно из уравнения равномерного движения: Если собрать все величины уравнения, зависящие от глубины потока h в расходной характеристике (К): то уравнение примет вид: Эта расходная характеристика будет соответствовать нормальной глубине h 0, которая находится методом подбора или по графику.

Изображение слайда
23

Слайд 23

Подбор заключается в том, чтобы задаваясь разными глубинами h получить расходную характеристику, вычисленную для равномерного движения. Удобнее это выполнять в виде таблицы. Коэффициент Шези С определяют по формуле: Подставляя данные величины вычисляем К

Изображение слайда
24

Слайд 24

Для построения графика зависимости К= ƒ ( h ) заполним таблицу. h, м χ =(b+2h) м ω =b·h, м 2 R = ω / χ, м C= f ( R,n ) 1.0 10 8 0.8 0.89 38.5 274.2 1.2 10.4 9.6 0.92 0.96 39.5 363.7 1.1 10.2 8.8 0.86 0.93 39.0 319.4

Изображение слайда
25

Слайд 25

Нормальная глубина должна лежать где-то между значениями 1 м и 1,2 м, т.к К 0 = 355,6 лежит в интервале между значениями 246.6 и 363.7 Более точно h 0 можно определить, построив график зависимости К = f(h) 1.0 1.1 1.2 К, м 3 /с 240 260 280 300 320 340 360 h 0 = 1.17 h, м К= ƒ ( h )

Изображение слайда
26

Слайд 26

Критическая глубина h k, устанавливается при критическом состоянии потока, когда он обладает минимальной энергией. h k можно найти из уравнения критического состояния потока: где a – коэффициент кинетической энергии равный 1.1; g – ускорение свободного падения 9,81 м/с 2 ;  k – площадь сечения потока при его критическом состоянии, т.е когда h = h k ; b – ширина потока по свободной поверхности.

Изображение слайда
27

Слайд 27

В нашем случае прямоугольного сечения канала h k можно выразить: Критический уклон i k – это уклон, при котором равномерное движении происходит с критической глубиной. Его можно найти по формуле: где  k, C k, R k найдем при h k

Изображение слайда
28

Слайд 28

h, м χ =(b+2h), м ω =b·h, м 2 R = ω / χ, м C= f ( R,n ) K= ω ·C·√R, м 3 /с 0.76 9.52 6.08 0.64 0.8 37.1 180.45

Изображение слайда
29

Слайд 29: Задача 6

Определить глубину потока в сжатом сечении за перепадом P и сопряженную с ней глубину. Значения расхода Q м 3 /с; ширины потока b, м критической глубины h k, м взять из предыдущей задачи. Коэффициент скорости  принять равным 0,9. Высота перепада Р=1,4м.

Изображение слайда
30

Слайд 30

Величины и зависят от запаса энергии, которой обладает поток и высоты перепада P, м. Энергию находят по формуле: где a - коэффициент кинетической энергии, равен 1; h k - принимаем по предыдущей задаче, равная 0,76м; Q - расход потока из предыдущей задачи, принимаем равным ; b – ширина потока принимается по ширине канала из предыдущей задачи равным 8м.

Изображение слайда
31

Слайд 31

Находим величину По этой величине и по коэффициенту скорости  =0,9 находим по графику значения коэффициентов  c =0,46 и С помощью этих коэффициентов по зависимостям: и находим: и

Изображение слайда
32

Слайд 32: График для определения глубины в сжатом сечении и глубины, сопряженной с ней, в нижнем бьефе сооружений при прямоугольной форме отводящего русла

Изображение слайда
33

Слайд 33: Задача 7

Рассчитать малый мост при расходе =13 м 3 /с Принять нормальную h 0 и критическую глубину h k по результатам, полученным в 5 задаче. По значению нормальной глубины h 0 принимаем бытовую глубину h б. Определяем условия протекания потока под мостом Если - h кр > h б, то протекание свободное (незатопленное). Если - h кр < h б, то протекание несвободное (затопленное). Протекание несвободное (h 0 = 1.17м., h к = 0.76м. т.е. h кр < h б )

Изображение слайда
34

Слайд 34

Дано: Q = 13м 3 /с; h 0 = 1.17м При расчёте малого моста определяют: 1. Отверстие моста 2. Напор перед мостом Отверстие моста b по формуле: где h б - глубина потока под мостом. В условиях несвободного протекания h б принимают равным h о (1.17м). V м - скорость потока под мостом находят из уравнения:

Изображение слайда
35

Слайд 35

Согласно действующим нормам и стандартам расстояния в свету между опорами моста (отверстиями) принимаются: 2, 3, 4, 5, 6, 7.5, 10м В соответствии с этими нормами принимаем отверстие равное 4 метрам. Напор перед мостом H м находим из формулы:

Изображение слайда
36

Слайд 36

- коэффициент сжатия, принимают в зависимости от характера входного отверстия по таблице. (Примем ε = 0.8) φ - где коэффициент скорости, который находят по формуле: Напор перед мостом :

Изображение слайда
37

Слайд 37

Зависимость коэффициента сжатия  от очертания входного отверстия Очертание входного отверстия Коэффициент сжатия ε Для мостов с конусами и труб независимо от их очертания с расходящимися откосными крыльями 0.9 Для мостов без конусов и труб независимо от их очертания без расходящихся откосных крыльев, а также труб срезанных в плоскости откоса насыпи 0.8 Для труб с выпущенными из тела насыпи конусами, а также для арочных мостов с затопленными пятами 0.75

Изображение слайда
38

Слайд 38

Протекание незатопленное (h кр > h 0.) Дано: Q = 13м 3 /с; h кр = 1,9 м; h 0 = 1,17 м Находим отверстие моста по формуле: где h м - глубина под мостом, принимаемая по значению h к =1,3 м К h б

Изображение слайда
39

Слайд 39

Скорость под мостом определяем по формуле: Найдём отверстие под мостом Согласно действующим нормам и стандартам расстояния в свету между опорами моста (отверстиями) принимаются: 2, 3, 4, 5, 6, 7.5, 10м В соответствии с этими нормами принимаем ближайшее стандартное отверстие равное 3 метрам. Напор перед мостом H м находим из формулы:

Изображение слайда
40

Последний слайд презентации: Гидравлика (специальность АДиА)

μ – коэффициент расхода, зависит от типа устоев моста. Тип устоев моста μ Облегчённый тип Славинского 1.42 С откосыми крыльями 1.55 С обратными стенками 1.6

Изображение слайда