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 :
.
Диаметр
поперечного сечения трубы находится графическим способом ,
поскольку от величины
зависят : 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 “