Морские спидометры, датчики скорости на лодку – виды, описание, цена

Морские спидометры, датчики скорости на лодку - виды, описание, цена Анемометр

Взаимосвязь расхода жидкости с перепадом давления .

Расход вещества, протекающего по трубопроводу, определяется как произведение площади отверстия истечения (F) на среднюю скорость потока (Vc), то есть

Q = F ×Vc(2)Пользуясь уравнением Бернулли и условием неразрывности струи, можно установить зависимость между расходом жидкости и перепадом давления на сужающем устройстве:

(3)(4)α – коэффициент расхода,

– диаметр отверстия (м),

P1 – давление до сужающего устройства,

P2 – давление после сужающего устройства ,

ε – поправочный коэффициент, учитывающий расширение измеряемой среды,

ρ – плотность измеряемой среды в рабочих условиях (кг/м3).

Морские спидометры, датчики скорости на лодку - виды, описание, цена
— поправочный коэффициент, учитывающий расширение сужающего устройства в зависимости от температуры измеряемой среды (в диапазоне температур от -20 до 60 можно принимать Kt=1).

На практике перепад давления Р1-Р2 принято выражать высотой столба жидкости (даже если он измеряется не жидкостным манометром), то есть

( 5)Р1-Р2 – измеряемый перепад давления (Н/м2)

Н – высота столба жидкости, заполняющей дифманометр (м)

ρ’ – плотность рабочей жидкости в дифманометре (кг/м3)

ρ» – плотность среды, находящейся над рабочей жидкостью (кг/м3)

g– ускорение силы тяжести (м/с2)

Тогда уравнения (3) и (4) перепишутся соответственно

Морские спидометры, датчики скорости на лодку - виды, описание, цена
( 6 )

( 7 )

Где:

Значения коэффициента А даются в таблицах в зависимости от заполнителя жидкостного диффманометра.

Коэффициент расхода α

определяется для различных типов сужающих устройств путем обработки большого числа тщательно поставленных опытов. Можно использовать полученные ранее опытным путем значенияα(по графикам и таблицам). Это допустимо лишь при соблюдении гидродинамического подобия потоков, которое обусловлено значениямичисла РейнольдсаRe,учитывающего физические свойства потока.

Зависимость коэффициента расхода отReтем сильнее, чем меньшеRe.С возрастаниемReзависимость становится все меньше, а при достаточно больших значенияхReкоэффициент расхода не зависит от него.

Вязкость

Вязкость — это способность жидкости сопротивляться сдвигу, т. е. свойство, обратное текучести (более вязкие жидкости являются менее текучими). Вязкость проявляется в возникновении касательных напряжений (напряжений трения).

Рассмотрим слоистое течение жидкости вдоль стенки (рисунок)

В этом случае происходит торможение потока жидкости, обусловленное ее вязкостью. Причем скорость движения жидкости в слое тем ниже, чем ближе он расположен к стенке. Согласно гипотезе Ньютона касательное напряжение, возникающее в слое жидкости на расстоянии у от стенки, определяется зависимостью:

Закон трения Ньютона

где dv/dy — градиент скорости, характеризующий интенсивность нарастания скорости v при удалении от стенки (по оси у), μ ‑ динамическая вязкость жидкости.

Течения большинства жидкостей, используемых в гидравлических системах, подчиняются закону трения Ньютона, и их называют ньютоновскими жидкостями.

Однако следует иметь в виду, что существуют жидкости, в которых закон Ньютона в той или иной степени нарушается. Такие жидкости называют неньютоновскими.

Величина μ, входящая в формулу (динамическая вязкость жидкости), измеряется в Па⋅с либо в пуазах 1 П = 0.1 Па⋅с. Пуа́з (обозначение: П, до 1978 года пз; международное — P; от фр. poise) — единица динамической вязкости в системе единиц СГС.

1 П = 1 г / (см·с) = 0,1 Н·с/м²

Единица названа в честь Ж. Л. М. Пуазёйля. Пуаз имеет аналог в системе СИ — паскаль-секунда (Па·c).

Вода при температуре 20 °C имеет вязкость 0,01002 П, или около 1 сантипуаза.

Однако на практике более широкое применение нашла

Единицей измерения последней в системе СИ является м 2 /с или более мелкая единица — см 2 /с, которую принято называть стоксом, 1 Ст = 1 см 2 /с. Для измерения вязкости также используются сантистоксы: 1 сСт = 0,01 Ст.

Вязкость жидкостей существенно зависит от температуры, причем вязкость капельных жидкостей с повышением температуры падает, а вязкость газов — растет (см. рисунок).

Это объясняется тем, что в капельных жидкостях, где молекулы расположены близко друг к другу, вязкость обусловлена силами молекулярного сцепления. Эти силы с ростом температуры ослабевают, и вязкость падает. В газах молекулы располагаются значительно дальше друг от друга.

Вязкость жидкостей зависит также от давления, но это изменение незначительно, и в большинстве случаев его не учитывают.

Методы измерения скорости течения в реке или канале. | анероид.рф

При проведении комплексных гидрологических исследований
используются приборы для измерения скорости водного потока. Приборы, измеряющие
скорость течения различных водных потоков, как в реках, каналах, так и
трубопроводах могут иметь огромное количество моделей, которые различаются по
устройству, по своим конструктивным особенностям и другим характеристикам.

На сегодняшний день в гидрометрической практике известны принципиально
различные методы определения скорости течения водных потоков.

1. Метод, основанный на подсчёте и регистрации числа
оборотов лопастного винта или ротора.
Приборы, принцип действия которых основан
на этом методе наиболее распространены. К таким приборам относят гидрометрические вертушки. При
проведении измерения скорости регистрируется общее количество оборотов ротора и
учитывается длительность проведения этого измерения. Скорость течения
определяют по специальному тарировочному графику по числу оборотов в секунду. При
помощи гидрометрических вертушек, как правило, определяют местную скорость
течения в отдельных точках потока или среднюю поверхностную скорость потока.

2. Метод, основанный на регистрации скорости плывущего тела.
Это так называемый поплавочный метод, для которого применяются глубинные поплавки, поплавки-интеграторы, а
так же гидрометрические штанги и шесты. Для
измерения скорости потока применяются различные поплавки, которые запускают как
на поверхности потока, так и на требуемой глубине. При этом, скорость течения равняется
скорости движения поплавка. Скорость движения поплавка определяют в зависимости
от времени, за которое поплавок проходит определенное расстояние. Однако, при
поплавочных измерениях значение скорости течения получается осредненным для
участка потока по траектории движения поплавка.

3. Метод, использующий регистрацию скоростного напора. При
измерении скорости потока данным методом характерно использование гидрометрических трубок различных
конструкций. Впервые, такую гидрометрическую трубку предложил А. Пито в 1732 г.
Скорость течения определяют путем введения гидрометрической трубки в поток
отверстием навстречу течению. Скорость течения определяется исходя из
скоростного напора, который измеряется по высоте подъема уровня воды
непосредственно в трубке. Гидрометрические трубки, также как и гидрометрические
вертушки, позволяют получить информацию о местной скорости потока в его
отдельных точках.

4. Метод, основанный на измерении силового воздействия
потока.
Это так называемый метод водных флюгеров. Здесь, для измерения скорости
потока применяются приборы, обладающие
чувствительным элементом
, т.е. специальный «водный» тензодатчик, который
способен измерить силовое воздействие потока. Подобные приборы используются, как
правило, при проведении научно-исследовательских работ в целях измерения и
непрерывной регистрации значений скоростей потоков в отдельных точках. Приборы
с датчиками позволяют измерять пульсацию скоростей.

5. Метод, использующий принцип теплообмена. Здесь, для
измерения скорости потока применяются приборы, которые в качестве рабочего
органа имеют нагретый элемент, который и вводится непосредственно в поток.
Скорость течения потока определяют в зависимости от скорости охлаждения
чувствительного элемента прибора. Как правило, такие приборы используются в
лабораторных условиях для измерения скорости потока с непрерывной записью.

6. Метод, основанный на измерении объема воды, вошедшей внутрь
прибора за отведенное время наблюдения.
Это, в первую очередь, батометры-тахиметры, предложенные В.Г.
Глушковым в 1932 г. Батометр-тахиметр вводится в поток входным отвестием
навстречу течению и выдерживается в потоке определенное время; после этого
прибор вынимают и замеряют объем воды, вошедший в прибор. При этом, скорость
определяют по специальному тарировочному графику в зависимости от объема воды,
вошедшего внутрь прибора за единицу времени. Данный способ применяется редко, однако,
это единственный способ измерения малых скоростей течения потока.

Про анемометры:  Метеостанция Ласточка / Хабр

7. Метод ионного паводка. В поток воды вводят электролит,
как правило, раствор поваренной соли, а ниже точки введения электролита производят непрерывную запись
концентрации NaCl в потоке. График хода концентрации напоминает, по своей форме,
гидрограф паводка (отсюда и название). Метод аналогичен методу регистрации
скорости плывущего тела (поплавка), поскольку в данном случае плывущим телом
является «солевое облако». Метод не получил широкого применения, однако в
сложных условиях измерения скорости течения горных рек, таких, как, например, каменистое
дно или повышенная турбулентность, при использовании данного метода достигается
наивысшая точность измерений.

8. Метод, использующий ультразвуковые
колебания
.
При распространении ультразвука в движущейся среде, такой, как вода, скорость
ультразвуковых колебаний относительно неподвижной системы координат равняется
векторной сумме скорости ультразвука и скорости самой среды. В настоящее время ультразвуковой
метод используется при измерении скорости течения различных жидкостей, включая
загрязненные, агрессивные и кристаллизующиеся, только в закрытых трубопроводах.
В гидрометрии такой метод не распространен.

9. Методы, в основание которых положено использование электромагнитной индукции в индукционных
катушках.
Суть метода заключается в следующем: известно, что в проводнике, который
движется в магнитном поле, возникают токи, называемые токами М. Фарадея, которые были открыты в 1831 г. Тот
же эффект наблюдается при прохождении через магнитную катушку потока воды. Таким
образом, измеряя силу тока, можно определить скорость потока.

10. Методы, в основание которых положен эффект Доплера. Суть эффекта, открытого Кристианом Доплером в 1842
г., состоит в использовании изменения частоты и длины отраженных от частиц
потока волн, которые регистрируются приёмником, вызванного движением их
источника, т.е. потока воды.

Обработка результатов измерений

N замера

r, мм

h, мм. вд. ст.

h*, мм. вд. ст.

С, м/с

350

350

1

2

475

380

1,365

2

3,5

485

350

1,628

3

5

380

210

1,826

4

6,5

410

230

1,879

5

8

420

235

1,905

1.  По результатам
измерений показаний пьезометров определим по формуле (5) скорость движения воды
С в м/с для каждой координаты точек установки приемника давления торможения в
сечении 2 трубы. Принимается g = 9,81 м/с2:

2.  Подсчитаем
среднеобъемную скорость потока Сср в м/с путем осреднения
экспериментальной эпюры скорости в соответствии с формулой (6):

3.  В результате
измерения времени наполнения мерного бачка объемом V
литров воды определить расход Q в м/с:

h = 40
дел. Þ Q = 167
см3/с = 167´10–6
м3/с

4.  Определим по
расходу воды среднеобъемную скорость потока Сср в м/с:

5.  Построим график
зависимости С = f(r):

Пропускная способность труб различного диаметра.

Диаметр, ммПлощадь внутр. сечения, мм 2Пропускная способность в м 3 /час при скорости
НаружныйВнутренний0,5 м/с0,8 м/с1,2 м/с2,0 м/с2,5 м/с
1610790,140,230,340,570,71
20151770,320,510,761,271,59
25203140,911,362,262,83
32254910,881,412,123,544,42
40328051,452,323,485,797,24
504012572,263,625,439,0511,31
635019643,545,668,4914,1417,68
756533195,979,5614,3423,9029,87
908050289,0514,4821,7236,2045,25
110100785714,1422,6333,9456,5770,71
125110950617,1127,3841,0768,4585,56
1401251227622,1035,3553,0388,39110,48
1601501767731,8250,9176,37127,28159,09
2001752406143,3169,29103,94173,24216,54
2252003142656,5790,51135,76226,27282,83
2502253977471,59114,55171,82286,37357,96
31530070709127,28203,64305,46509,10636,38

Для подбора диаметра турбы нам понадобиться знание следующих величин:

Скорость воды в трубе самотёком0,5 м/с
Скорость воды в трубе коллектора0,8 м/с
Средняя скорость воды в трубе на входе в насос1,2 м/с
Средняя скорость воды в трубе на выходе из насоса2,0 м/с
Максимально возможная скорость воды в трубе2,5 м/с

Расмотрим технологию подбора труб на конкретных примерах обвязки закладных элементов.

Расход жидкости. средняя скорость.

Живым сечением потока называется элементарная площадка нормальная к вектору скорости .

Объемным расходом жидкости называется объем жидкости, протекающий через данную поверхность в единицу времени.

Массовым расходом жидкости называется масса жидкости, протекающий через данную поверхность в единицу времени. Если , то

Среднерасходная скорость − постоянная для всего поперечного сечения потока и равна скорости, при которой расход равен действительному.

; ;

− плотность тока − масса жидкости, протекающая через 1 м2

сечения за 1с, или массовый расход через площадку 1м2.

Динамика жидкости и газа.

Уравнение неразрывности.

Движение жидкости, при котором внутри потока не образуется пустот, т.е. нет разрывов струй, называется сплошным, или неразрывным. Найдем аналитическое выражение условия неразрывности течения жидкости, полагая плотность непостоянной. Секундная масса жидкости через единицу площади . ,

Пусть гранями бесконечно малого прямоугольного параллелепипеда со сторонами dx

,dy,dz(рис. 29) ограничивается некоторое неподвижное относительно координатных осей пространство, через которое протекает жидкость.

За время сек через грань АВCD внутрь параллелепипеда втекает масса жидкости , а вытекает через грань А’В’C’D’ масса . Плотность и скорость на входе (в плоскости грани ABCD) в общем случае сжимаемой жидкости не равны плотности и скорости на выходе (в плоскости грани А’В’C’D’).

независимо от времени, так как втекание происходит одновременно. Поэтому:

; ;

После преобразований получим

Если за время масса жидкости внутри параллелепипеда увеличилась за счет притока на величину , а уменьшилась за счет вытекания на величину , то изменение массы в этом движении вдоль координатной оси ОХ

равняется:

Аналогично найдем, что изменение массы в итоге движения вдоль осей ОY

иOZравняется:

Общее изменение массы за время сек равно:

С другой стороны, изменение массы жидкости в объеме (dx

,dy,dz) параллелепипеда можно рассматривать как изменение массы в зависимо от времени. В виду постоянства координатх,у,z(так как параллелепипед неподвижен), изменение массы в нем обусловлено изменением плотности во времени, так как в этом случае .

В конечный момент временя масса жидкости в объеме параллелепипеда равняется

Таким образом, изменение массы за время dt

будет равно

Выражения и в условиях сплошности течения представляют одно и то же изменение массы в объеме параллелепипед, поэтому или

Сократив это уравнение на величину объема параллелепипеда (dx

,dy,dz) (это сокращение указывает на независимость результата от объема), получим

. (1)

Это и есть уравнение неразрывности. Оно одинаково справедливо как для капельной несжимаемой ( ), так и газообразной сжимаемой ( ) жидкости. В частном случае установившегося движения плотность (как и все остальные параметры движения) от времени не зависит и, следовательно, . Поэтому уравнение неразрывности в этой случае имеет вид

Для несжимаемой жидкости ( ), как при установившемся, так и при неустановившемся движении, уравнение неразрывности имеет вид

Уравнение неразрывности в общем случае для установившегося двухмерного (плоского) движения и одномерного движения соответственно

Про анемометры:  Анемометр АПР-2, назначение и технические характеристики

, . (2)

Для частного случая одномерного установившегося движения несжимаемой жидкости из уравнения неразрывности (2) можно получить формулу расхода жидкости для элементарной струйки.

А именно: , или , т.е. .

Умножив на постоянную величину df

, гдеdf− площадь поперечного сечения элементарной струйки, получим , или ,т.е. .

Дифференциальное уравнение (1) неразрывности течения можно представить и в другом виде, учитывая что:

− справедливо и для других осей координат, запишем:

Записав проекции скорости как

; , , получим:

, , поэтому

Расчет скорости течения жидкости в трубопроводе

Автоклав объёмом 25,0 л наполнен жидкостью и закрыт герметически. Коэффициент температурного расширения жидкости , её модуль упругости Е. Определить повышение давления в автоклаве при увеличении температуры жидкости на величину Т. Объёмной деформацией автоклава пренебречь.

V0 = 25,0л = 25*10-3 м3

Из-за повышения температуры объем жидкости увеличится на величину.

V = 536*10-6*25*10-3*21=0,2814*10-3 м3

Коэффициент объемного сжатия сведем с модулем упругости.

Он представляет собой относительное изменение объема жидкости, приходящееся на единицу давления.

Величина повышения давления.

Вертикальная цилиндрическая цистерна с полусферической крышкой до самого верха заполнена жидкостью, плотность которой . Диаметр цистерны D, высота её цилиндрической части Н. Манометр М показывает манометрическое давление Рм. Определить силу, растягивающую болты А, и горизонтальную силу, разрывающую цистерну по сечению 1-1.

Силой тяжести крышки пренебречь. Векторы сил показать на схеме.

Вертикальная сила Fz, растягивающую болты.

где V – объем тела давления

Расстояние по вертикали до пьезометрической плоскости (пп).

Объем тела давления как разность объемов цилиндра и полусферы.

Сила растягивающая болты.

Fz =*g*=998*9,81*=5249 Н

Горизонтальная сила, действующая на вертикальную полуцилиндрическую часть.

где p1 = рм gh = g*0,288 D

– давление в центре тяжести С1 вертикальной проекции верхней полуцилиндрической части,

– площадь этой проекции (полукруг).

F1 = g *0,288D* = 0,036 П* g = 0,036П*998*9,81*1,63=4535Н

Горизонтальная сила, действующая на цилиндрическую часть.

– давление в центре тяжести вертикальной проекции цилиндрической части.

А2 – площадь этой проекции.

F2 = g ( НD =998*9,81*(.

Полная горизонтальная сила равна.

FX = F1 F2 = 4535 120304=124839 Н.

Ответ: Fz = 5249H, Fx = 124839H.

Центробежный насос, перекачивающий жидкость Ж при температуре 20С, развивает подачу Q. Определить допустимую высоту всасывания hв, если длина всасывающего трубопровода l, диаметр d, эквивалентная шероховатость э, коэффициент сопротивления обратного клапана к, а показание вакуумметра не превышало бы pв.

Построить пьезометрическую и напорную линии. Данные в соответствии с вариантом задания выбрать из табл. 4.

Q = 1,9 л/с=1,9*10-3 м3/с

– кинематическая вязкость Ж

= 808 кг/м3 – плотность Ж

Выбираем два живых сечения в потоке, где известно наибольшее число входящих в уравнение Бернулли гидравлических параметров. За первое сечение 1-1 берем свободную поверхность жидкости в резервуаре А, за второе сечение 2-2 принимаем место подключения вакуумметра.

3. Для выбранных сечений уравнение Бернулли будет иметь вид:

Намечаем горизонтальную плоскость сравнения проходящую через центр тяжести сечения 1-1.

Геометрическая высота: Z1 = 0, Z2 = hв.

Давление: р1 = Ратм, р2 = Ратм – рв.

h=hтр hм (сумма потерь на трение и местные потери)

Скорость течения жидкости в трубопроводе

Определяем режим течения жидкости, исходя из значения числа Рейнольдса по формуле:

– режим течения турбулентности.

Коэффициента гидравлического трения по формуле Альтшуля.

Потери напора от трения по длине трубопровода

Местные гидравлические потери.

– сумма коэффициентов местных сопротивлений (вход в трубу, клапан, поворот). жидкость пьезометрический гидравлический трение

Допустимая высота всасывания

Ответ: hв = 7,40 м.

Рабочая жидкость масло Ж, температура которого 50С, из насоса подводится к гидроцилиндру Ц через дроссель ДР. Поршень цилиндра со штоком перемещается против нагрузки Fсо скоростью п. Вытесняемая поршнем жидкость со штоковой полости попадает в бак Б через сливную линию, длина которой равна lc, а диаметр равен dc.

Определить внешнюю силу F, преодолеваемую штоком при его движении. Давление на входе в дроссель определяется показанием манометра М, а противодавление в штоковой полости цилиндра потерями давления в сливной линии. Коэффициент расхода дросселя принять равным = 0,64, а диаметр отверстия дросселя dд. Диаметр поршня Dп, а диаметр штока Dш. К.п.д. гидроцилиндра: объёмный 0 = 1,0, механический м.

Расчет скорости течения жидкости в трубопроводеРасчет скорости течения жидкости в трубопроводе Автоклав объёмом 25,0 л наполнен жидкостью и закрыт герметически. Коэффициент температурного расширения жидкости , её модуль упругости Е.

Скорость потока жидкости в трубе формула

Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя.

Данный материал предназначен понять, что такое диаметр, расход и скорость течения. И какие связи между ними. В других материалах будет подробный расчет диаметра для отопления.

Для того чтобы вычислить диаметр необходимо знать:

Вот необходимые формулы, которые нужно знать:

Сопротивление движению теплоносителя.

Любой движущийся внутри трубы теплоноситель, стремиться к тому, чтобы прекратить свое движение. Та сила, которая приложена к тому, чтобы остановить движение теплоносителя – является силой сопротивления.

Это сопротивление, называют – потерей напора. То есть движущийся теплоноситель по трубе определенной длины теряет напор.

Напор измеряется в метрах или в давлениях (Па). Для удобства в расчетах необходимо использовать метры.

Для того, чтобы глубже понять смысл данного материла, рекомендую проследить за решением задачи.

В трубе с внутренним диаметром 12 мм течет вода, со скоростью 1м/с. Найти расход.

Решение: Необходимо воспользоваться вышеуказанными формулами:

S=3.14•0,012 2 /4=0,000113 м 2

Q=0,000113•1=0,000113 м 3 /с = 0,4 м 3 /ч.

Имеется насос, создающий постоянный расход 40 литров в минуту. К насосу подключена труба протяженностью 1 метр. Найти внутренний диаметр трубы при скорости движения воды 6 м/с.

Q=40л/мин=0,000666666 м 3 /с

Из выше указанных формул получил такую формулу.

Каждый насос имеет вот такую расходно-сопротивляемую характеристику:

Это означает, что наш расход в конце трубы будет зависеть от потери напора, которое создается самой трубой.

Более детально потеря напора по длине трубопровода рассматривается в этой статье:

А теперь рассмотрим задачу из реального примера.

Стальная (железная) труба проложена длиной 376 метров с внутренним диаметром 100 мм, по длине трубы имеются 21 отводов (угловых поворотов 90°С). Труба проложена с перепадом 17м. То есть труба относительно горизонта идет вверх на высоту 17 метров. Характеристики насоса:

Найти максимальный расход = ?

Для решения необходимо знать график насосов: Зависимость расхода от напора.

В нашем случае будет такой график:

Смотрите, прерывистой линией по горизонту обозначил 17 метров и на пересечение по кривой получаю максимально возможный расход: Qmax.

По графику я могу смело утверждать, что на перепаде высоты, мы теряем примерно: 14 м 3 /час. (90-Qmax=14 м 3 /ч).

Ступенчатый расчет получается потому, что в формуле существует квадратичная особенность потерь напора в динамике (движение).

Поэтому решаем задачу ступенчато.

Поскольку мы имеем интервал расходов от 0 до 76 м 3 /час, то мне хочется проверить потерю напора при расходе равным: 45 м 3 /ч.

Находим скорость движения воды

Q=45 м 3 /ч = 0,0125 м 3 /сек.

V = (4•0,0125)/(3,14•0,1•0,1)=1,59 м/с

Находим число рейнольдса

ν=1,16•10 -6 =0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.

Δэ=0,1мм=0,0001м. Взято из таблицы, для стальной (железной) трубы.

Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

У меня попадает на вторую область при условии

Про анемометры:  Купить Анемометр чашечный МС-13 ( 625944 ) в Москве и России | Цена 17 989₽ | В наличии

10•D/Δэ 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 68/137069) 0,25 =0,0216

Далее завершаем формулой:

h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0216•(376•1,59•1,59)/(0,1•2•9,81)=10,46 м.

Как видите, потеря составляет 10 метров. Далее определяем Q1, смотри график:

Теперь делаем оригинальный расчет при расходе равный 64м 3 /час

Q=64 м 3 /ч = 0,018 м 3 /сек.

V = (4•0,018)/(3,14•0,1•0,1)=2,29 м/с

λ=0,11( Δэ/D 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 68/197414) 0,25 =0,021

h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,021•(376•2,29 •2,29)/(0,1•2•9,81)=21,1 м.

Отмечаем на графике:

Qmax находится на пересечении кривой между Q1 и Q2 (Ровно середина кривой).

Ответ: Максимальный расход равен 54 м 3 /ч. Но это мы решили без сопротивления на поворотах.

Для проверки проверим:

Q=54 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.

V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с

λ=0,11( Δэ/D 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 68/164655) 0,25 =0,0213

h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.

Итог: Мы попали на Нпот=14,89=15м.

А теперь посчитаем сопротивление на поворотах:

Формула по нахождению напора на местном гидравлическом сопротивление:

ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. Для больших диаметров он уменьшается. Это связано с тем, что влияние скорости движения воды по отношению к повороту уменьшается.

Смотрел в разных книгах по местным сопротивлениям для поворота трубы и отводов. И приходил часто к расчетам, что один сильный резкий поворот равен коэффициенту единице. Резким поворотом считается, если радиус поворота по значению не превышает диаметр. Если радиус превышает диаметр в 2-3 раза, то значение коэффициента значительно уменьшается.

Скорость 1,91 м/с

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 2•9,81)=0,18 м.

Это значение умножаем на количество отводов и получаем 0,18•21=3,78 м.

Ответ: при скорости движения 1,91 м/с, получаем потерю напора 3,78 метров.

Давайте теперь решим целиком задачку с отводами.

При расходе 45 м 3 /час получили потерю напора по длине: 10,46 м. Смотри выше.

При этой скорости (2,29 м/с) находим сопротивление на поворотах:

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•2,29 2 )/(2•9,81)=0,27 м. умножаем на 21 = 5,67 м.

Складываем потери напора: 10,46 5,67=16,13м.

Отмечаем на графике:

Решаем тоже самое только для расхода в 55 м 3 /ч

Q=55 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.

V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с

λ=0,11( Δэ/D 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 68/164655) 0,25 =0,0213

h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 2•9,81)=0,18 м. умножаем на 21 = 3,78 м.

Складываем потери: 14,89 3,78=18,67 м

Рисуем на графике:

Ответ: Максимальный расход=52 м 3 /час. Без отводов Qmax=54 м 3 /час.

В итоге, на размер диаметра влияют:

Если расход в конце трубы меньше, то необходимо: Либо увеличить диаметр, либо увеличить мощность насоса. Увеличивать мощность насоса не экономично.

Данная статья является частью системы: Конструктор водяного отопления

Скорость потока жидкости в трубе формулаСкорость потока жидкости в трубе формула Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя. Данный материал предназначен понять, что такое диаметр, расход и скорость течения. И

Справочные данные

Нормой скорости потока для внутренних водопроводов считаются 0,7 — 1,5 м/с. Превышение последнего значения приводит к появлению гидравлических шумов (в первую очередь — на изгибах и фитингах).

Нормы расхода воды для сантехприборов несложно отыскать в нормативной документации. В частности, их приводит приложение к СНиП 2.04.01-85. Чтобы избавить читателя от длительных поисков, я приведу здесь эту таблицу.

Сантехнический приборСуммарный расход ХВС и ГВС, литры в секундуРасход ХВС при полностью открытом кране, литры в секунду
Умывальник с водоразборным краном0,1000,100
Умывальник со смесителем0,1200,080
Кухонная мойка со смесителем0,1200,080
Смеситель для ванны0,2500,170
Душевая кабина со смесителем0,1200,080
Поливочный кран0,3000,300
Унитаз во время набора сливного бачка0,1000,100
Унитаз со смывом, подключенным напрямую к водопроводу1,4001,400

В таблице приведены данные для смесителей с аэраторами. Их отсутствие уравнивает расход через смесители мойки, умывальника и душевой кабины с расходом через смеситель при наборе ванны.

Аэратор заметно уменьшает расход воды при неизменном объеме струи.

Напомню, что если вы хотите своими руками рассчитать водопровод частного дома, суммируйте расход воды для всех установленных приборов. Если эта инструкция не соблюдается, вас будут ждать сюрпризы вроде резкого падения температуры в душе при открытии крана горячей воды на кухне.

Если в здании присутствует пожарный водопровод, к плановому расходу добавляется 2,5 л/с на каждый гидрант. Для пожарного водопровода скорость потока ограничивается значением в 3 м/с: при пожаре гидравлические шумы — это последнее, что будет нервировать жильцов.

При расчете напора обычно исходят из того, что на крайнем от ввода приборе он должен быть не менее 5 метров, что соответствует давлению 0,5 кгс/см2. Часть сантехнических приборов (проточные водонагреватели, заливные клапаны автоматических стиральных машин и т.д.) просто не срабатывают, если давление в водопроводе ниже 0,3 атмосфер. Кроме того, приходится учитывать гидравлические потери на самом приборе.

На фото — проточный водонагреватель Atmor Basic. Он включает нагрев лишь при давлении 0,3 кгс/см2 и выше.

Устройства преобразования дельта «р» в сигнал расхода

Тремя самыми распространенными устройствами являются манометры, мембраны и сильфоны. При помощи манометра можно снимать показание перепада давления непосредственно с прибора. Мембраны же и сильфоны можно подсоединять к контрольно-измерительным приборам.

Морские спидометры, датчики скорости на лодку - виды, описание, цена
Схема с манометром

Манометр является одним из самых распространенных приборов, применяемых для контроля и измерения перепада давления. На изображенной схеме манометром измеряют перепад давления, созданный при помощи диафрагмы. Один конец манометра подсоединен к отбору высокой стороны, расположенному вверх по потоку относительно диафрагмы.

Другой конец манометра подсоединен к отбору низкой стороны, расположенному вниз по потоку относительно диафрагмы. Во время того, как поток жидкости, газа или пара проходит через диафрагму, манометр воспринимает разницу в давлении, созданную диафрагмой, и показывает эту разницу посредством высоты жидкости в трубке. Шкала манометра позволяет снимать показание этой измеренной дельты «Р» фактически непосредственно с прибора.

Защита манометра от попадания жидкости, газа или пара из трубопровода обычно осуществляется в измерительных системах с помощью изолирующих мембран или с помощью каких-либо других способов.

Морские спидометры, датчики скорости на лодку - виды, описание, цена
Схема с мембраной

На рисунке выше изображена схема, на которой мембрана выступает в роли устройства определения дельта «Р». На этой схеме мембрана помещена в камеру, в которую имеются входы с двух сторон. Один вход подсоединен к отбору высокой стороны, а другой вход подсоединен к отбору низкой стороны.

Индикаторный рычаг закреплен в верхней части камеры, а его нижний конец крепится к мембране. Разница давлений внутри камеры приводит в движение мембрану, которая, в свою очередь, приводит в движение стрелку, заставляя ее отклоняться то в одну, то в другую сторону.

Морские спидометры, датчики скорости на лодку - виды, описание, цена
Схема с двумя сильфонами

Это схема, в которой для преобразования величины дельты «Р» в механическое движение использованы два гофрированных сильфона. Детали изображенной схемы включают в себя: два соединенных вместе сильфона с перегородкой между ними, рычаг, индикаторную стрелку и шкалу.

Сильфон, обозначенный буквой «А», подсоединяется к отбору высокой стороны, а сильфон под буквой «В» подсоединяется к отбору низкой стороны. Сильфоны помещены в камеру. Перегородка же между сильфонами может свободно перемещаться. С помощью рычага, закрепленного на перегородке, механическое движение сильфонов передается на индикаторную стрелку, которая может перемещаться вдоль шкалы.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector