Пример 15. Как изменится расход мазута Q при подаче его по круглой новой стальной трубе диаметром d = 0,1 м, длиной = 100 м, если потери давления Δрл = 2 · 105 Па, а температура мазута возрастет от 20°С до 37°С?
Решение. При изменении температуры от 20°С до 37°С кинематическая вязкость мазута снижается с до , а плотность меняется незначительно, поэтому принимаем ее постоянной р = 900 кг/м3.
Скорость течения в трубе находим по формуле
Предположим вначале, что мазутопровод работает в зоне гладкого трения, тогда имеем:
Подставляя полученное выражение в формулу для определения скорости, получим:
.
Выразим скорость через известные величины:
= 3,3 м/с;
При температуре t2 = 37°С.
= 3,86 м/с.
Для установления зоны трения вычислим относительную шероховатость трубы и числа Реинольдса:
при кэ = 0,05 мм = 5 · 10-5 м
кэ/d = 5 · 10-5/10-1 = 5 · 10-4;
При температуре t1 = 20°С
Re = d/ ν = 3,3 · 0,1/10-4 = 3300
При температуре t2 = 37°С
Re = .
Расход мазута:
при температуре t1 = 20°С
Q = ·ω = 3,3 · 3,14 · 0,12/4 = 0,0254 м3/с;
при температуре t2 = 37°С,
Q = 3,86 · 3,14 · 0,12/4 = 0,0303 м3/с.
Таким образом при изменении температуры мазута от 20 до 37°С расход его возрастает в 1,2 раза.
Пример 16. Определить расход воды в бывшей в эксплуатации водопроводной трубе диаметром d = 0,3 м, если скорость на оси трубы, замеренная трубкой Пито – Прандтле, имакс = 4,5 м/с, а температура воды 10°С.
Решение. Находим значение абсолютной шероховатости для старых стальных труб: кэ = 0,5 мм.
Предполагая, что движение воды происходит в квадратичной области турбулентного движения, определяем коэффициент гидравлического трения по сокращенной формуле
Среднюю скорость определяем по уравнению
имакс/ = ;
Кинематическая вязкость воздуха
Определяем значение критерия зоны турбулентности по формуле:
Таким образом, движение действительно происходит в квадратичной области сопротивления. Расход воды в трубе находим из выражения:
Местные потери напора
Достарыңызбен бөлісу: |