MISCAREA FLUIDELOR IN CONDITII ANTROPICE MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE MISCARE IN CANALE CU NIVEL LIBER.
Download ReportTranscript MISCAREA FLUIDELOR IN CONDITII ANTROPICE MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE MISCARE IN CANALE CU NIVEL LIBER.
MISCAREA FLUIDELOR IN CONDITII ANTROPICE MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE MISCARE IN CANALE CU NIVEL LIBER MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE Miscarea PERMANENTA a FLUIDELOR in conducte SUB PRESIUNE consuma ENERGIA sub doua forme: PIERDERE DE SARCINA LONGITUDINALA PIERDERE DE SARCINA LOCALA j m i n hD hDi hL hL j i 1 j 1 Ecuaţia lui Bernoulli care exprima transformarile energetice de-a lungul conductei v2 H z h D hL 2 g p Coeficientul CORIOLIS [1,05-1,1] PIRDERILE DE SARCINA PENTRU O CONDUCTA SUB PRESIUNE 1 2 3 V2 2 g z 5 6 hD Linia pierderilor de sarcină logitudinale cumulate h Linia energetică L p Plan orizontal 4 Linia piezometrică Axa conductei în plan vertical Axa conductei în plan orizontal v2 H z h D hL 2 g p MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE PIERDERI DE SARCINA LONGITUDINALA hD V2 L 2 g D Caracteristicile CONDUCTEI Caracteristicile FLUIDULUI L D lungime V viteza medie diametru vascozitate cinematica k rugozitate Coeficient de rezistenta adimensional Regimul de curgere: laminar/turbulent V D Re k Rh P densitate MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE DEBITUL CONDUCTELOR si (Q) PANTA HIDRAULICA (J) Pentru o conducta cu sectiunea circulara D D2 D Rh P 4 D 4 P PANTA HIDRAULICA (J) V2 L dhD V 2 2 g D J dL L 2 g D Coeficientul lui CHEZY V2 D V 2 Rh J 2 gD 4 8 g V 8 g Rh J C Rh J DEBITUL (Q) conductei in functie de PANTA HIDRAULICA (J) Q V C Rh J C Rh J K J Modulul de debit Q2 J 2 K MISCAREA FLUIDELOR IN CONDITII ANTROPICE DIAMETRUL CONDUCTEI MODULUL DE DEBIT (K) depinde de: D [m2] [mm] Conducte curate 1 C 0 90 n n 0,011 50 75 100 125 150 175 200 0,00196 0,00445 0,00785 0,01227 0,01767 0,02405 0,03142 K[litru/sec] Condiţii normale Conducte murdare 1 C 0 80 n 1 C 0 70 n n 0,01250 9,624 28,37 61,11 110,80 180,20 271,80 388,00 8,46 24,94 53,72 97,40 158,40 238,90 341,10 n 0,0143 7,403 21,83 47,01 85,23 138,60 209,60 298,50 COEFICIENT DE RUGOZITATE (n) Nr. crt . 1 2 3 4 5 6 Natura pereţilor conductei Suprafeţe acoperite cu email sau smalţ Tencuială din ciment curat Conducte din ceramică, ţevi de fontă şi fier îmbinate corect Conducte de apă normale; conducte de scurgere foarte curate Canale acoperite cu un strat gros şi stabil de mâl Canale în pamânt, aflate în condiţii bune de întreţinere n [-] 0,009 0,010 0,011 0,012 0,018 0,023 RUGOZITATEA CONDUCTEI MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE PIERDERE DE SARCINA LOCALA 1 hL 2 V 2 g Coeficientul de rezistenţa locală se dermină EXPERIMENTAL 2 1 ,V1 2 ,V2 RC 1 2 Lărgirea bruscă a secţiunii de curgere Ingustarea bruscă a secţiunii de curgere 2 2 0,5 1 1 2 1 1 D D RC 0,13 0,16 3.5 RC CONDUCTA NERAMIFICATA SUB PRESIUNE LINIE ENERGETICĂ PLAN DE SARCINĂ HIDRAULICĂ hT LINIE PIEZOMETRICĂ V2 2 g p Diferenţa de nivel (dH ) necesara pentru: 1. transportul debitului:Q 2. printr-o conducta cu diametrul: D 3. cu lungimea:L C 8 g hD K C Rh 2 2 V Q L 2 L 2 g D K H z PLAN ORIZONTAL Debitul (Q) conductei cu 1. diametrul (D) 2. lungimea (L) 3. la o diferenţă de nivel (dH) hL 2 V 2 g Diametrul (D) unei conducte care transporta: 1. debitul (Q) 2. la o diferenţă de nivel(dH) 3. pe o lungime (L ). CONDUCTE LEGATE IN PARALEL PLAN DE SARCINĂ PIEZOMETRICĂ Q A B LINIE PIEZOMETRICĂ pA Q3 3 2 hAB hD1 hD2 hD3 pB Q2 Q1 zA 1 Q zB PLAN ORIZONTAL CONSERVAREA ENERGIEI p p hD1 hD 2 hD3 z A A z B B hAB Q32 Q12 Q22 L1 2 L2 2 L3 hAB K12 K2 K3 CONSERVAREA MASEI Q Q1 Q2 Q3 CONDUCTE SUB PRESIUNE RAMIFICATE LINIE PIEZOMETRICĂ 1 LINIE PIEZOMETRICĂ 2 PLAN DE SARCINĂ PIEZOMETRICĂ hD1 H1_ 2 H1_ 3 h D2 LINIE PIEZOMETRICĂ 3 CONSERVAREA ENERGIEI H1_ 2 Q12 Q22 2 L1 2 L2 K1 K2 H1_ 3 Q32 Q12 2 L1 2 L3 K1 K3 H1_ 4 Q12 Q42 2 L1 2 L4 K1 K4 H1_ 4 LINIE PIEZOMETRICĂ 4 1 2 hD 4 hD 3 3 4 DACA SE CUNOSC: L1 , L2 , L3 , L4 , H 2 , H3 , H 4 , D1 , Q1 , Q2 , Q3 , Q4 CONSERVAREA MASEI Q1 Q2 Q3 Q4 SE POT CALCULA: D2 , D3 , D4 CONDUCTA SUB PRESIUNE CU DEBIT UNIFORM DISTRIBUIT PLAN DE SARCINĂ PIEZOMETRICĂ Debitul consumat uniform distribuit pe lungimea (L) conductei q LINIE PIEZOMETRICĂ Q1 L Qx Q1 Q2 q x Qx2 dhD Jx 2 K dx x L L 0 0 hD J x dx 2 L Q Q q x Qx2 1 2 dx dx 0 K2 K2 Daca DEBITUL consumat Q2 Qx x 0, L Q1 0 hD L 2 Q12 Q2 Q1 Q2 3 L hD K2 Q22 hD 2 L K MISCARE IN CANALE CU NIVEL LIBER MISCARE UNIFORMA CU NIVEL LIBER este conditionata de: Regimul de curgere: • laminar: Recr 500 600 • tranzitie: Recr 600 2000 • turbulent: Recr 12500 Configuratia geometrica a canalului: • Traseul • Panta • Sectiunea de curgere Re cr V Rh LINIE PIEZOMETRICĂ LINIE ENERGETICĂ LEGEA FUNDAMENTALA legea lui CHEZY V C Rh J h C b 1 y Rh n y 2,5 n 0,13 0,75 R h n 0,1 DIMENSIONAREA CANALELOR CU NIVEL LIBER Obiectivele dimensionării sunt: •Sectiunea de curgere si panta pentru a asigura transferul unui debit maxim; •Viteza si panta care asigura amortizarea rapida a investitiei •Viteza limita la care incepe degradarea peretilor canalului •Forma sectiunii de curgere a canalului in functie de utilizarea acestuia: • canale de desecare (profil dublu, pentru ape mari si mici) • canale industriale (forma trapezoidala) • canale de navigatie (forma poligonala sau trapezoidala) • canale orasenesti pentru ape uzate (profil circular sau ovoidal) Formula generala pentru dimensionare: Q V C Rh J K J DIMENSIONAREA CANALELOR CU NIVEL LIBER Q V C Rh J K J SECTIUNEA OPTIMA DE CURGERE: b b 2 h ctg h h b h ctg 2 P b 2 h 2 h 2 ctg b 2 h 1 ctg 2 Conditiile de optimizare: • Sectiunea constanta • Perimetrul minim d dh 0 dP 0 dh d d h b h ctg 0 dh dh 2 dP d b 2 h 1 ctg 0 dh dh h P h 2 h b db 2 2 b 2 h ctg h 0 h 2 1 ctg ctg dh b 2 db 2 1 ctg ctg 2 2 2 1 ctg 0 h P 2 h 2 1 ctg ctg dh DIMENSIONAREA CANALELOR CU NIVEL LIBER Aplicatie: SECTIUNEA OPTIMA DE CURGERE (fisierul sectiuneOPTIMA.xls)