61883

Wymiarowanie rurociągów polega na wyznaczeniu charakterystycznych współczynników w rurociągu czyli współczynników oporu oraz linii energii i linii ciśnień. Linia energii jest to całkowita energia cieczy w’ poszczególnych przekrojach strugi (w przeciwieństwie do cieczy doskonałej jej wartość stale maleje w wyniku oporów - straty na długości i straty lokalne), natomiast linia ciśnień to linia powstała wskutek połączenia punktów otrzymanych w wyniku odłożona od linii cnagii w dół wartości v*/2g. Przedstawia energie potencjalną stnigi.

Straty liniowe są spowodowane tarciem poszczególnych warstw cieczy o siebie i o ścianki przewodu oraz przez powstanie zaburzeń, są wprost proporcjonalne do dhigości przewodu. Do obliczenia strat na długości stosujony wzór Darcy-Wcisbacha Ah = X*L/d *vr/2g , gdzie X jest współczynnikiem oporów' liniowych, uwzględniający wpływ rodzaju rucłni i chropowatość materiału przewodu. Straty lokalne powstają w ściśle określonych miejscach przewodu i wywołane są różnego rodzaju zawirowaniami lub przeszkodami powodującymi zaburzenia w mchu cieczy (zmiana kicnmku ruchu, zmianą przekroju poprzecznego, przepływ przez armaturę sanitarną i załamania przewodu). Wielkość tych strat nic zależy od długości przewodu lecz od rodzaju przeszkody w rurociągu Traktujemy je zawsze tak jakby występowały w^r strefie kwadratu oporów mchu burzliwego (uzależniamy od kwadratu prędkości) i wyrażamy wzorem h_Mr = £*v72g . Sjest nicmianowanym współczynnikiem zależnym od rodzaju przewodu i liczby Re.

Paramdry określające charakter mrociągu: L, d. v, p. z. X, Za pomocą równania Bemouliego które jest szczególną postacią ogólnego równania zachowania pędu, możemy wyznaczyć np. wielkość strat energii hib inne parametry mrociągu.

Wymiarowanie koryt otw artych - koryto otwarte oznacza pizewód w którym istnieje swobodne zwierciadło cieczy. Wynika stąd że warunkiem przepływu w korycie otwartym jest pochylenie dna koryta, czyli ułożenia go z pewnym spadkiem. Korytem otwartym jest więc: rzeka, kanał żeglugi, przewód z zamkniętym przekroju poprzecznym. lecz nic całkowicie wypełniony cieczą. Dodatkowym warunkiem mchu jednostajnego w korytach otwartych jest obok stałości przekroju poprzecznego także jednakowe napełnienie koryta cieczą, czyli jednakowa głębokość w korycie. Na podstawie napełnienia koryta można określić parametry związane z przekrojem czynnym: szerokość kanału B. połę przekroju czynnego F, obwód zwilżony Oz, promień hydrauliczny Rh F/Oz (są to fiuikcje głębokości przepływu), także spadek dna I lub S oraz współczynnik oporów ruchu (Manninga). Obliczenia koryt otwartych sprowadzają się do oblicza):

1 (spadku koryta - przy znanym jego kształcie, wymiarach, wielkości przepływu i chropowatości.

2) przepływu - przy znanym kształcie, wymiarach, szorstkości i spadku koryta. Obliczamy przekształcając odpowiednio wzór Chezy V - V(R_łl*I)*C (ze względu na niewiadomą I lub Q). Podstawiając pod C wzór Manninga C - 1/n • R_h^A’*otrzymujemy formułę Manninga V - 1/ń * R*^aW * I^A'^,:. Korzystając z równania ciągłości (jeśli nie ma dopływów bocznych) mażemy pomnożyć otrzymane przekształcenie przez F czyli pole przekroju czynnego i otrzymamy w-aitość przepływu.

3) głębokości napełniana - przy znanych wymiarach koryta, jego spadku, szorstkości oraz przepływu. Obliczamy metoda kolejnych przybliżeń (ponieważ głębokość napełniana ukryta jest zarówno w powierzchni przekroju, jak i obwodzie zwilżonym, a więc i promieniu hydraulicznym).

Równanie Banoulicgo:

Zgodnie z hydrostatycznym rozkładali ciśniai pl/y - hl . p2/ y = h2 oraz uwzględniaiian definicji spadku dna S = (zł - z2yAx i definicji spadku hydraulicznego I = (h„ |.₂yAx h, + a,V,^:/2g = h2 + a_;V_;-’/2g + Ax(I-S)

Wymiarowanie pr zelewów

Aby przystąpić do wymiarowania przelewów należy znać wydatek stnuniaiia czyli liczbę jednostek danej wielkości, która przanieszcza się przez powierzcluiie w jednostce czasu. Wyznaczając parametry' hy drauliczne korzystamy z równania Ber. Przyjmujemy układ linii prądu ustalonego przepływu w rejonie przelewu Z|+(pi/y>f(av,^J/2g) = z.₂+(p>/yH-(av_:^:/2g)+ Ah„,. Dla każdej wyznaczonej linii prądu piszemy rów' Ber. Gdy je scałkujany otrzymamy profil prędkości przepływu trąd krawędzią przelewu. W tai sposób otrzyniujany poszukiwany wydatek Q=J v₂ ds. Q=J <pB(z>)avvi^:+2g(H-zl) dz₂. Gdy B=0 to v=0 i Q=2/3^,n*B*h^v:*’/2g .Dla otrzymania dokładniejszej wartości Q wprowadzamy anpiryczny wsp. wydatku. Układ linii prądu rysujemy w bezpiecznej odległości ponad przelewali aby nie wpływał on na obszar wypływu.