Численное решение задачи

Расчет ведется на основе полученной выше формулы для напора Н (давления р) или скорости u (расхода Q).

При решении задачи на определение напора по исходным данным находят последовательно скорость u, режим течения (по числу Rе), коэффициент гидравлического трения l и коэффициенты местных сопротивлений z_м, потери напора.

При определении расхода Q, полученное из уравнения Бернулли выражение для Н, дополняют уравнениями потерь напора и баланса расхода, а затем совместно решают систему уравнений относительно u. Численный расчет ведут методом последовательных приближений. В первом приближении задаются значением коэффициента l=0,02-0,03 или находят его без учета режима течения по известным эмпирическим формулам /1,2,3/. По найденной u определяют режим, уточняют l и скорость u.

Задача на определение диаметра решается по уравнению напора Н методом подбора. Задаются рядом значений d (не менее 4-5) и вычисляют соответствующие значения Н. По результатам расчета строится график зависимости Н=¦(d), из которого по заданному Н_зад находят искомое значение d_иск.

Расчет и построение графика напоров

Для построения напорной и пьезометрической линий между сечениями 1-1 и 2-2 на трубопроводе дополнительно намечают ряд сечений (в характерных местах потока - в зоне расположения местных сопротивлений, на границах прямолинейных участков) и вычисляют для них полные (с учетом потерь напора) и пьезометрические напоры. Расчет напоров начинают с сечения 1-1. Рекомендуется расчет вести по избыточному давлению. Тогда H₁= z₁ + + . Полный напор в остальных сечениях Н_i = H₁ - h_1-i, где h_1-i – суммарные потери напора на участке от сечения 1-1 до i-cечения. Пьезометрический напор в сечениях H_пi =H_i - H_ск.i (H_ск.i – скоростной напор в сечениях).

График строится на миллиметровой бумаге в масштабе, обеспечивающем наглядность изображения. На числовой оси Н (в м) наносится равномерная шкала. Вычисленные значения полных и пьезометрических напоров откладывают вверх в виде отрезков от плоскости сравнения 0-0 и соединяют концы отрезков линиями.

Полезно проверить правильность расчета и построения графика по уравнению потребного напора. Например, для гидравлической системы с открытым напорным резервуаром при выходе жидкости из трубопровода в атмосферу это уравнение имеет вид Н = (u₂²/2g)+h_1-2. Выполнение равенства определяется подстановкой в него числовых значений величин.