Wzory wyjściowe i wynikowe
Wysokość energii rozporządzalnej
$H = z + \frac{p}{\text{ρg}} + \alpha\frac{v^{2}}{2g} = \frac{p_{b}}{\text{ρg}} + h_{1}$ oraz H1 = H2 + Δh1 − 2s
gdzie suma strat liniowych i miejscowych na drodze pomiędzy przekrojami 1 i 2
Δh1 − 2s = Δh1 − 2sl + Δh1 − 2sm
$$\Delta h_{\ }^{\text{sl}} = \lambda\frac{l}{d}\frac{v^{2}}{2g}$$
$$\Delta h_{\ }^{\text{sm}} = \zeta\frac{v^{2}}{2g}$$
λ = (100 * Re)0, 25 ∖ n
Liczba Reynoldsa
$$Re = \frac{\text{vd}}{\upsilon} = \frac{4q_{v}}{\text{πdυ}}$$
$$v = \frac{4q}{\pi d^{2}}$$
Kinematyczny współczynnik lepkości
$$\upsilon = \frac{1}{556406,7 + 19689,27t + 124,6096t^{2} - 0,3783792t^{3}}$$
Tabela pomiarowa i wynikowa
Przekrój | d | T | Strumień objętości | Strumień objętości | Wysokość ciśnienia | Linia energii | L. ciśnień bezwzgl. | L. ciśnień piezom. |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
- | mm | oC | dm3/h | cm3/s | dm | dm | dm | dm |
1 | 12,3 | 11,1 | 200 | 55,6 | 10,57 | 110,57 | 110,46 | 10,46 |
2 | 10,30 | 110,51 | 110,40 | 10,40 | ||||
3 | 10,12 | 110,30 | 110,19 | 10,19 | ||||
4 | 10,02 | 110,26 | 110,15 | 10,15 | ||||
5 | 9,84 | 110,05 | 109,94 | 9,94 | ||||
6 | 9,63 | 109,84 | 109,73 | 9,73 | ||||
7 | 9,52 | 109,80 | 109,69 | 9,69 | ||||
8 | 9,46 | 109,62 | 109,51 | 9,51 | ||||
9 | 9,25 | 109,57 | 109,45 | 9,45 | ||||
10 | 9,09 | 109,35 | 109,24 | 9,24 | ||||
11 | 8,3 | 8,00 | 108,76 | 108,22 | 8,22 | |||
12 | 7,15 | 7,14 | 108,69 | 108,58 | 8,58 | |||
13 | 12,3 | 6,71 | 107,18 | 106,21 | 6,21 | |||
14 | 6,50 | 106,87 | 106,75 | 6,75 |
Straty miejscowe
Lp. | rodzaj przeszkody | ζ | v2/2g | Δhsm |
---|---|---|---|---|
- | - | - | dm | dm |
1 | zbiornik 1-wylot | 0,50 | 0,112 | 0,056 |
2 | kolanko | 0,36 | 0,112 | 0,040 |
3 | kolanko | 0,36 | 0,112 | 0,040 |
4 | zbiornik 2-wlot | 1 | 0,112 | 0,112 |
5 | zbiornik 2-wylot | 0,50 | 0,112 | 0,056 |
6 | zwężenie | 0,272 | 0,112 | 0,147 |
7 | zwężenie | 0,129 | 0,539 | 0,126 |
8 | rozszerzenie | 3,839 | 0,978 | 0,429 |
9 | zbiornik 3-wlot | 1 | 0,112 | 0,112 |
Straty liniowe
Lp. | odcinek | l/d | v2/2g | Re | λ | Δhsl |
---|---|---|---|---|---|---|
- | - | - | dm | - | - | dm |
1 | zbiornik 1-kolanko | 50 | 0,112 | 4552 | 0,038 | 0,212 |
2 | kolanko-kolanko | 100 | 0,112 | 4552 | 0,038 | 0,425 |
3 | kolanko-zbiornik 2 | 15 | 0,112 | 4552 | 0,038 | 0,064 |
4 | zbiornik 2-zwężka | 50 | 0,112 | 4552 | 0,038 | 0,212 |
5 | zwężka-zwężka | 30 | 0,539 | 6745 | 0,035 | 0,566 |
6 | zwężka-rozszerzenie | 30 | 0,978 | 7828 | 0,034 | 0,998 |
7 | rozszerzenie-zbiornik 3 | 48,5 | 0,112 | 4552 | 0,038 | 0,206 |
Indywidualny przykład obliczeń
$$v = \frac{4*55,6}{3,14*{1,23}^{2}} = 46,82\ cm/s$$
Kinematyczny współczynnik lepkości
$$\upsilon = \frac{1}{556406,7 + 19689,27*11,1 + 124,6096{*11,1}^{2} - 0,3783792*{11,1}^{3}} = 0,0001265$$
$$Re = \frac{4*5,56}{3,14*12,3*0,0001265} = 4552$$
λ = (100 * 4552)0, 25 = 0, 038
$$\Delta h_{1}^{\text{sm}} = 0,5*\frac{{0,4682}^{2}}{2*9,81} = 0,056\ dm$$
$$\Delta h_{2 - 3}^{\text{sl}} = 0,0388*50*\frac{{0,4682}^{2}}{2*9,81} = 0,019\ m$$
H = 10, 57 + 100 = 110, 57 dm
Wysokość energii rozporządzalnej H w przekroju
H = 110, 57 − 0, 06 − 0, 21 = 110, 30 dm
Wnioski
Na wykresie Ancony widać jak zmienia się energia rozporządzalna, ciśnienie bezwzględne oraz ciśnienie piezometryczne.