J. Szantyr Wykład nr 26 Przepływy w przewodach zamkniętych II

Podobne dokumenty
J. Szantyr Wykład nr 16 Przepływy w przewodach zamkniętych

Zastosowania Równania Bernoullego - zadania

Zadanie 1. Zadanie 2.

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

PROJEKT NR 2 Współpraca pompy z rurociągiem

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA. Poszukiwanie optymalnej średnicy rurociągu oraz grubości izolacji

Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

Spis tabel Tabela 1. Tabela 2. Tabela 3. Tabela 4. Tabela 5. Tabela 6. Tabela 6. Tabela 7. Tabela 8. Tabela 9. Tabela 10.

Opory przepływu powietrza w instalacji wentylacyjnej

Wykres linii ciśnień i linii energii (wykres Ancony)

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

Zasada działania maszyny przepływowej.

OKREŚLENIE MAKSYMALNEJ WYSOKOŚCI SSANIA POMPY,

dn dt C= d ( pv ) = d dt dt (nrt )= kt Przepływ gazu Pompowanie przez przewód o przewodności G zbiornik przewód pompa C A , p 1 , S , p 2 , S E C B

MECHANIKA PŁYNÓW Płyn

Rys.1. Zwężki znormalizowane: a) kryza, b) dysza, c) dysza Venturiego [2].

prędkości przy przepływie przez kanał

Grupa 1 1.1). Obliczyć średnicę zastępczą przewodu o przekroju prostokątnym o długości boków A i B=2A wypełnionego wodą w 75%. Przewód ułożony jest w

Przykładowe kolokwium nr 1 dla kursu. Przenoszenie ciepła ćwiczenia

Aerodynamika i mechanika lotu

Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika przewodami o różnej średnicy i długości

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Straty energii podczas przepływu wody przez rurociąg

WYKŁAD 8B PRZEPŁYWY CIECZY LEPKIEJ W RUROCIĄGACH

Własności płynów - zadania

Metoda Elementów Skończonych

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

BADANIE WYMIENNIKÓW CIEPŁA

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, INSTYTUT INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ I POMIAROWEJ LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH I-21

J. Szantyr Wykład nr 27 Przepływy w kanałach otwartych I

RÓWNANIE MOMENTÓW PĘDU STRUMIENIA

Zabezpieczenie sieci przed uderzeniem hydraulicznym

Przewód wydatkujący po drodze

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

Zastosowanie symulacji komputerowej do badania właściwości hydraulicznych sieci wodociągowej

Parametry układu pompowego oraz jego bilans energetyczny

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Statyka płynów - zadania

BADANIE OPORÓW PRZEPŁYWU PŁYNÓW W PRZEWODACH

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

Część A: Wodociągi Dr inż. Małgorzata Kutyłowska Dr inż. Aleksandra Sambor

Część A: Wodociągi dr inż. Małgorzata Kutyłowska dr inż. Aleksandra Sambor

Szkolenie doskonalące dla dowódców JRG Dostarczanie wody na duże odległości

J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

OGRZEWNICTWO. 5.Zagadnienia hydrauliczne w instalacjach ogrzewania wodnego. Spadek ciśnienia w prostoosiowych odcinkach rur (5.1)

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

WYKŁAD 10 METODY POMIARU PRĘDKOŚCI, STRUMIENIA OBJĘTOŚCI I STRUMIENIA MASY W PŁYNACH

POMIAR STRUMIENIA PŁYNU ZA POMOCĄ ZWĘŻEK.

Metoda Elementów Skończonych

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Zajęcia laboratoryjne

Filtracja - zadania. Notatki w Internecie Podstawy mechaniki płynów materiały do ćwiczeń

Straty ciśnienia w systemie wentylacyjnym

WPŁYW POWŁOKI POWIERZCHNI WEWNĘTRZNEJ RUR PRZEWODOWYCH NA EKSPLOATACJĘ RUROCIĄGU. Przygotował: Dr inż. Marian Mikoś

Ćwiczenie laboratoryjne Parcie wody na stopę fundamentu

gazów lub cieczy, wywołanym bądź różnicą gęstości (różnicą temperatur), bądź przez wymuszenie czynnikami zewnętrznymi.

WYKŁAD 11 POMPY I UKŁADY POMPOWE

Siatka spiętrzająca opis czujnika do pomiaru natężenia przepływu gazów. 1. Zasada działania. 2. Budowa siatki spiętrzającej.

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

SZEREGOWY SYSTEM HYDRAULICZNY

Aparatura Chemiczna i Biotechnologiczna Projekt: Filtr bębnowy próżniowy

2. Zapoczątkowanie kawitacji. - formy przejściowe. - spadek sprawności maszyn przepływowych

ROZWIĄZUJEMY ZADANIA Z FIZYKI

WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA OPORU LINIOWEGO PRZEPŁYWU LAMINARNEGO

Płyny newtonowskie (1.1.1) RYS. 1.1

Podstawy fizyki wykład 5

STATYKA I DYNAMIKA PŁYNÓW (CIECZE I GAZY)

PROJEKT BUDOWLANY PRZEBUDOWY I ROZBUDOWY PUBLICZNEGO ZAKŁADU OPIEKI ZDROWOTNEJ W SKOŁYSZYNIE

HYDROGEOLOGIA I UJĘCIA WODY. inż. Katarzyna Wartalska

XI Konferencja Techniczna

15.1. Opis metody projektowania sieci kanalizacyjnej

J. Szantyr Wykład 2 - Podstawy teorii wirnikowych maszyn przepływowych

Układy przygotowania cwu

3. Podstawowe wiadomości o układach pompowych Podział układów pom pow ych Bilans energetyczny układu pompowego

OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 2

OBLICZENIA WĘZŁA CIEPLNEGO

STRATY ENERGII. (1) 1. Wprowadzenie.

Układy przygotowania ciepłej wody użytkowej. Układ Chłudowa z pełną akumulacją

Wykład 5 WIELKOŚCI CHARAKTERYSTYCZNE POMP WIROWYCH SYMBOLE, NAZWY, OKREŚLENIA I ZALEŻNOŚCI PODSTAWOWYCH WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCYCH

Gęstość i ciśnienie. Gęstość płynu jest równa. Gęstość jest wielkością skalarną; jej jednostką w układzie SI jest [kg/m 3 ]

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

Materiały pomocnicze z Aparatury Przemysłu Chemicznego

Urządzenia nastawcze

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Wykład 6 Strefowanie instalacji wodociągowych Stacje podwyższania ciśnienia

Zajęcia laboratoryjne

DANE DO OBLICZEŃ. Typ węzła: EC-500 kod: Obiekt: Oczyszczalnia Ścieków. Obliczenia hydrauliczne węzła cieplnego

7. Obliczenia hydrauliczne sieci wodociągowej przed doborem pomp

Pomiar natężenia przepływu płynów ściśliwych metodą zwężki pomiarowej

Zestawienie produktów

PODSTAWOWE CZŁONY DYNAMICZNE

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory 1. Ilość ciepła na potrzeby c.w.u.

J. Szantyr Wykład 26bis Podstawy działania pomp wirnikowych. a) Układ ssący b) Układ tłoczący c) Układ ssąco-tłoczący

Transkrypt:

J. Szantyr Wykład nr 6 Przepływy w przewodach zamkniętych II W praktyce mamy do czynienia z mniej lub bardziej złożonymi rurociągami. Jeżeli strumień płynu nie ulega rozgałęzieniu, mówimy o rurociągu prostym. W przeciwnym przypadku mamy do czynienia z siecią rurociągów. Sieci dzielimy na rozgałęzione (gdy sieć nie tworzy obwodów zamkniętych oraz na pierścieniowe (gdy występują obwody zamknięte). Obliczenie hydrauliczne sieci polega na wyznaczeniu parametrów we wszystkich elementach tworzących sieć. Obliczenia hydrauliczne są wykonywane dla sytuacji stacjonarnej jeżeli liczba Strouhala jest mniejsza od jedności: tchar Sh = <1 t zm t char - czas przepływu przez odcinek rurociągu t zm - czas zmiany warunków na wlocie do odcinka

Obliczenie rurociągu prostego Linia piezometryczna pokazuje zmiany ciśnienia wzdłuż osi przewodu. Takie ciśnienie pokazałyby manometry w odpowiednich punktach rurociągu. Linia spadku energii pokazuje liniowe i lokalne straty energii wzdłuż osi przewodu.

omentarze do linii piezometrycznej Przyjmujemy oś rurociągu jako poziom odniesienia wysokości ciśnienia p a ρg czyli na wlocie ciśnienie wynosi + ρg Tuż za wlotem do rurociągu wysokość ciśnienia jest jest mniejsza o: V1 stratę na wlocie ς g V1 część zamienioną na energię kinetyczną płynącej cieczy g Na pierwszym odcinku rurociągu wysokość ciśnienia spada liniowo zgodnie z wielkością strat liniowych: V1 λ 1 g omentarze do linii spadku energii Linia ta pokazuje tylko wysokości liniowych i lokalnych strat energii, nie uwzględniając energii kinetycznej płynącej cieczy, czyli leży ona wyżej od linii piezometrycznej o wielkość: V i g p a

Obliczenie rurociągu prostego z pompą Rurociąg czerpie wodę ze studni A i tłoczy ją do zbiornika B. Energia dostarczona przez pompę w jednostce czasu jest zużywana na podniesienie wody od poziomu A do poziomu B oraz na pokonanie strat liniowych wzdłuż przewodu oraz strat lokalnych. Na odcinku 3-4 oznaczamy tylko przyrost ciśnienia wywołany pracą pompy bez uwzględniania strat na odcinkach rurociągu należących do pompy.

Wysokość podnoszenia pompy: p = ρ g Poziom odniesienia na wysokości wlotu do rurociągu. Wysokość ciśnienia wynosi tam: l 1 + pa ρg Rurociąg ma stały przekrój, wobec czego prędkość przepływu jest stała w całym rurociągu.

Obliczenie sieci rozgałęzionej Dana jest sieć rozgałęziona zasilana ze zbiornika o stałym nadciśnieniu =50 [m]. W punktach 4, 5, 7, 9, 10 następuje wypływ wody do atmosfery. Obliczyć natężenia przepływu w odcinkach sieci oraz wyznaczyć linie piezometryczne. Pominąć straty lokalne. Sieć składa się z 9 odcinków, 4 węzłów oraz 6 punktów końcowych (1 zasilający i 5 zasilanych). Niewiadome to 9 wydatków na odcinkach oraz 4 wartości nadciśnienia w węzłach. Mamy do dyspozycji 9 równań Bernoulliego i 4 równania ciągłości przepływu w węzłach.

Zastosujemy inną postać wzoru na straty liniowe w odcinkach sieci: i h li = li gdzie: [ ] 3 0,061 m s i = charakterystyka przewodu Na podstawie równania Bernoulliego otrzymujemy następujące równania: 1 = 7 l 1 3 = 6 l 3 6 = 3 l 6 6 8 = 4 l 68 3 = l 34 3 = 3 l 35 6 = 3 l 67 8 = 3 l 89 8 = l 8,10 Na podstawie równania ciągłości przepływu w węzłach otrzymujemy następujące równania: 68 = 89 8,10 6 = 67 + 68 3 = 34 + 35 1 = 3 + 6 + Wyniki rozwiązania tego układu równań pokazane są na rysunku.

Uderzenie hydrauliczne Uderzenie hydrauliczne jest silnie dynamicznym zjawiskiem występującym np. przy nagłym zamknięciu przewodu w trakcie przepływu. Obliczeniowa analiza uderzenia hydraulicznego wymaga wzięcia pod uwagę elastyczności ścianek przewodu oraz (zwykle pomijanej) ściśliwości cieczy. Nagłe zamknięcie przewodu powoduje powstanie fali obniżonego ciśnienia rozprzestrzeniającej się zgodnie z kierunkiem pierwotnego przepływu oraz fali podwyższonego ciśnienia, rozprzestrzeniającej się pod prąd przepływu pierwotnego.

Prędkość propagacji fali ciśnienia: a = gdzie: δ grubość ścianki rurociągu d średnica rurociągu ρ 0 E c E s ρ 0 - początkowa gęstość cieczy - moduł sprężystości cieczy - moduł sprężystości materiału rurociągu Podwyższone ciśnienie: Obniżone ciśnienie: p = p + 0ua 0 ρ p = p0 ρ0ua 1 E 1 d + δ 1 c E s Fala obniżonego ciśnienia może prowadzić do wystąpienia kawitacji i erozyjnego niszczenia ścianek rurociągu poniżej przegrody, a fala podwyższonego ciśnienia może rozsadzić rurociąg powyżej przegrody.

Przykład Przewodem stalowym o średnicy d=600 [mm] i grubości ścianek δ=1 [mm] przepływa woda z prędkością u=3,0 [m/s]. Wyznaczyć przyrost ciśnienia w chwili nagłego zamknięcia zaworu, jeżeli 5 4 E s =,06 10 MPa oraz E c = 0, 10 [ MPa] [ ] 1 a = = 1160 1 0,6 1 1000,0 + 10 11 0, 10 0,01,06 10 [ m s] [ Pa] 3, [ MPa] p = ρ ua = 1000,0 3,0 1160,0 = 3480000 48 0 =