Сифонный трубопровод, работающий в условиях вакуума

Сбросная труба из резервуара.

Такая труба устанавливается для того, чтобы предотвратить переполнение резервуара и перелив воды через его стенки.

1 1

H

0 2 2 0

z₁ = H; P₁ = P_атм.; U₁ = 0; Z₂ = 0; P₂ = P_атм.;

H + P_атм. /gρ = P_атм. /gρ + U₂²/2g(1+λl/d+Σζ)

U = 4Q/πd²

Чем больше сбросный расход, тем больше должна быть разница отметок выхода воды из трубы и поверхности воды в резервуаре.

2

h

0 -1 1 -0 2

H

l 0-3 3-0

A L

В

Часть отметок сифонного трубопровода находится выше уровня воды в резервуарах А и В. Особенностью расчета является необходимость проверки величины вакуума в наивысшей точке сечения.

z₁ = 0; P₁ = P_атм.; U₁ = 0; Z₂ = h_.;

P_атм../gρ = h + p₂ /gρ + U₂²/2g(1+λl/d+Σζ)

h_вак. = (P_a – P₂)/gρ = h + U₂²/2g(1+λl/d+Σζ)

где h – превышение точки сифона над поверхностью водоема.

l – расстояние от резервуара А до точки сифона.

H = U₂²/2g (λL/d+ζ)

Определим из последнего уравнения значение скоростного напора и подставим в предыдущую формулу.

U₂²/2g = H/(λL/d+ζ)

H_вак. = h + H(1+λl/d+Σζ)/(λL/d+ζ)

Эта вакуумметрическая высота должна быть меньше 7м, так как в противном случае работа сифона может быть неустойчивой и возникает угроза срыва вакуума. Для того, чтобы сифон работал устойчиво следует менять геометрические параметры сифона h и H.

Лекция 9