Дюкер

Дюкер

Дюкер

Определение диаметра труб дюкера. Построение напорной и пьезометрической линии. Нахождение разности уровней воды в подводящем и отводящем участках канала

Курсовая работа Еронько Ирины 3016/I группы

МВ и ССО РФ

Санкт-Петербургский Государственный технический университет

Гидротехнический факультет, кафедра гидравлики

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1996

Cодержание

1. Определение диаметра труб дюкера ( для случая , когда работает только одна труба дюкера)

2. Построение напорной и пьезометрической линии ( для случая , когда работает только одна труба дюкера )

3. Нахождение разности уровней воды в подводящем и отводящем участках канала ( для случая , когда работают обе трубы дюкера )

Литература

1. Определение диаметра труб дюкера ( для случая , когда работает только одна труба дюкера ) .

Свяжем уравнением Бернулли сечения 1-1 и 2-2 нашей системы . В общем виде оно выглядит следующим образом :

 ,     ( 1.1 )

где , - превышения над плоскостью сравнения 0-0 сечения 1-1 и 2-2 соответственно , м ; ,  - гидродинамические давления в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно , Па ; - удельный вес жидкости , Н/м3 ; , - коэффициенты ( коррективы ) кинетической энергии ( коэффициенты Буссинеска ) для сечения 1-1 и 2-2 соответственно ;  ,  - средние скорости в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно , м/с ;- ускорение свободного падения , м/с2 ; - полная потеря напора , м .

В нашем случае отдельные члены , входящие в это уравнение имеют следующие значения :  ;  ;  ;  ,

где - наибольшая допустимая разность уровней воды в подводящем и отводящем участках канала , м .

Подставляя наши данные в уравнение ( 1.1 ) , получаем :

         ( 1.2 )

Полная потеря напора  может быть выражена иначе :

 ,         ( 1.3 )

где  - полный коэффициент сопротивления трубы;  - скорость в трубе, м/с .

Подставим в выражение ( 1.2 ) выражение ( 1.3 ) , имеем :

        ( 1.4 )

и , следовательно ,

 ,        ( 1.5 )

откуда

w ,        ( 1.6 )

где - расход жидкости в трубе , м3/с ; - коэффициент расхода ; w - площадь поперечного сечения трубы , м2 .

Полный коэффициент сопротивления трубы равен :

,        ( 1.7 )

где  - сумма местных коэффициентов сопротивления;  - коэффициент сопротивления по длине .

В нашем случае имеют место следующие местные коэффициенты сопротивления :

 ,       ( 1.8 )

где  - коэффициент сопротивления входной решетки ;  - коэффициент сопротивления при резком повороте ;  - коэффициент сопротивления выхода .

Коэффициент сопротивления по длине равен :

 ,         ( 1.9 )

где  - коэффициент гидравлического трения ; - длина трубы , м ; - диаметр поперечного сечения трубы , м .

Подставляем формулы ( 1.8 ) и ( 1.9 ) в выражение ( 1.7 ) , имеем :

      ( 1.10 )

Найдем значения местных коэффициентов сопротивления :

а) коэффициент сопротивления входной решетки ищем по формуле Киршмера :

 ,      ( 1.11 )

где  - средняя скорость перед решеткой , м/с ;  - потеря напора решетки , м ;  - коэффициент, принимаемый по таблице 4-22 /1, с.202/ , в зависимости от формы поперечного сечения стержней решетки ( принимаем тип стержней - №1 , соответствующее ему значение = 2.34 ) ; , - толщина стержней и ширина просвета между ними соответственно ( принимаем =1 ) ;  - угол наклона стержней решетки к горизонту ( принимаем  = 90° ) .

По формуле ( 1.11 ) получаем :

;

б) коэффициент сопротивления при резком повороте ищется по формуле :

 ,        ( 1.12 )

где  и  - эмпирические коэффициенты , принимаемые по таблице 4-6 и 4-7 /1, с.196/ , в зависимости от угла поворота трубы ( для заданного в задании угла поворота трубы  = 45° ,= 1.87 и = 0.17 ) .

По формуле ( 1.12 ) получаем :

;

в) коэффициент сопротивления выхода принимаем равным 1 :

 .

Диаметрпоперечного сечения трубы находится графическим способом , поскольку от величинызависят : площадь живого сечения w ; коэффициент гидравлического трения , ReD )

( где - относительная шероховатость  и число Рейнольдса ReD =v (  - кинематический коэффициент вязкости , м2/с )) , а также некоторые коэффициенты местных сопротивлений . График зависимости диаметра  поперечного сечения трубы от известного произведения строится по результатам вычислений , выполненных в таблице 1.1 .

Таблица 1.1 “ Параметры трубопровода “