Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Vízellátás 2.előadás Hidraulikai alapok Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 003.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Vízellátás 2.előadás Hidraulikai alapok Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 003."— Előadás másolata:

1 1 Vízellátás 2.előadás Hidraulikai alapok Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 003. dittrich.erno@hidroconsulting.hu EJF Építőmérnöki Szak (BSC)

2 2014. 07. 30. Bernoulli-egyenlet Csövekben, csatornákban áramló közegek áramlásának jellemzőit tárgyaljuk Állandó sűrűségű közeg Stacioner áramlás Valóságos közeg áramlása Bernoulli-egyenlet: A Bernoulli összeg az áramlás irányában csökken. Veszteséges Bernoulli-egyenlet:

3 2014. 07. 30. Az áramlások jellege, hossz-menti veszteség Lamináris és turbulens áramlás csőben Lamináris áramlás esetén: ReRe krit =2320 Reynolds-szám: 3 Egyenes cső vesztesége: [-]: csősúrlódási tényező =f(Re, d/k) k: a csőfal ún. homlok-érdessége, m

4 2014. 07. 30. Nikuradse-diagram 4

5 2014. 07. 30. Jellemző felületi érdességi méretek 5

6 Cső érdesség tájékoztató értékei vízellátó hálózatban 6

7 2014. 07. 30. Turbulens áramlás sebesség- eloszlása Szélső réteg falhoz tapad, tehát a sebesség d/2 sugárnál zérus A fal mentén vékony rétegben a sebességeloszlás a lamináris áramlásnál megismert parabolát követi A lamináris határréteg vastagsága: 7

8 2014. 07. 30. A csősúrlódási tényező értékei Hidraulikailag sima cső Lamináris áramlás: Turbulens áramlás =f(Re): -Teljes Re-szám tartományra: -Blasius képlet 232010 6 : 8

9 2014. 07. 30. A csősúrlódási tényező értékei Hidraulikailag átmeneti tartomány =f(Re, d/k) Haaland képlete: Prandtl-Colebrook képlete: 9

10 2014. 07. 30. A csősúrlódási tényező értékei Hidraulikailag érdes cső =f(d/k) Nikuradse képlete: Moody képlete: A sima, átmeneti és az érdes cső kifejezéseit egyesíti a Coolebrook ajánlotta formula : 10

11 2014. 07. 30. Nem kör keresztmetszetű csövek Tegyük fel, hogy egy l hosszúságú és d átmérőjű vezetékszakaszon ugyanakkora nyomásveszteség keletkezik, mint egy ugyancsak l hosszúságú de tetszőleges keresztmetszetű vezetékszakasz mentén A  csúsztatófeszültségből adódó erők mindkét esetben a p 1 -p 2 nyomáskülönbségből adódó erőkkel egyensúlyban vannak. A tetszőleges keresztmetszet kerülete legyen K, felülete A, így: Az előbbivel hidraulikailag egyenértékű d e átmérőjű csöveknél: A két egyenlet jobboldalán álló kifejezések egyenlők: 11

12 2014. 07. 30. A csővezetéki szerelvények áramlási veszteségei (helyi veszteségek) A csővezetéki szerelvényekben keletkező nyomásveszteséget általában a következő módon számítjuk: A ζ veszteségtényező a szerelvény jellemzője, de lehetséges, hogy a Reynolds-számtól is függ. A ζ veszteségtényező értékén kívül azt is meg kell adni, hogy az melyik v átlagsebességre vonatkozik, az elem előttire, vagy az elem utánira. 12

13 2014. 07. 30. Veszteségtényező változása diffúzorban 13

14 2014. 07. 30. Szűkülő csőszakasz (konfúzor) 14

15 2014. 07. 30. Fojtószelep veszteségtényezője a csappantyú szögállás függvényében 15

16 2014. 07. 30. Csap veszteségtényezője a csappantyú szögállás függvényében 16

17 2014. 07. 30. Síktolózár veszteségtényezője a relatív átáramlási keresztmetszet függvényében 17

18 2014. 07. 30. Elzáró szelepek veszteségtényezői 18

19 2014. 07. 30. Különböző íveltségű ívdarabok veszteségtényezője 19

20 2014. 07. 30. A hirtelen keresztmetszetváltás szerelvényei Beáramló idomok jellemző megoldási formái: A. éles sarokkal:  0,5 él tompítással:  0,25 B. éles sarokkal:  él tompítással:  C.   cos  +0,2cos 2  D. a fal érdességétől függően:   0,01-0,05 20

21 2014. 07. 30. Az egyenértékű csőhossz Mivel az egyenes csövek és a csőszerelvények nyomásvesztesége v 2 ·  /2-vel arányos, bármely csővezetéki elem vesztesége, egy ugyanolyan veszteséget okozó egyenes csőszakasz hosszával is kifejezhető: 21

22 1. feladat I. A. Határozza meg, hogy az alábbi ábrán vázolt ivóvizet szállító nyomócsőhálózat fővezeték „A” pontjában elhelyezett tűzcsapnál mekkora a nyomás ha a vízvezetékben szállított vízhozam 120 l/s és a cső-érdesség k=1 mm. 22 B. Ábrázolja a vezeték „A” pontra vonatkoztatott csővezetéki jelleggörbéjét ha feltételezzük hogy a csőben az áramlási sebesség 0,4-2 m/s között változik az egyes üzemállapotokban. Mekkora a nyomásdifferenciát okoznak az egyes üzemállapotok az „A” pontban?

23 1. feladat II. (Nikuradse-diagram) 23 d/k=400 Re=2.9*10 5 λ=0.026

24 1. feladat III. – B feladatrész 24 h v =26.5v 2 ∆h v ≈100 m.v.o v (m/s)h v (m) 0,44,2 0,56,6 0,69,5 0,713,0 0,817,0 0,921,5 126,5 1,132,1 1,238,2 1,344,8 1,451,9 1,559,6 1,667,8 1,776,6 1,885,9 1,995,7 2106,0

25 2. feladat Egy magas-tartályból d=500 mm átmérőjű és L=4000 m hosszúságú távvezeték Q=420 l/s vizet szállít a városi hálózatba. A szükségesnél kisebb nyomás miatt a távvezetékkel párhuzamosan egy azonos átmérőjű távvezetéket építenek ki. Hogyan alakulnak a nyomásviszonyok a vezeték építése előtt és után a települési hálózat betáplálási pontján, ha a magas-tározó mértékadó vízszintje 387 m.B.f., míg a betáplálási pont magassága 335 m.B.f. és a távvezetékek cső-érdessége k=0,4 mm. 25

26 26 d = 500 mm L= 4000 mQ=0,42 m3/s 335 m Bf. 387 m Bf. k= 0,4 mm 1. eset

27 27

28 1. eset 28

29 2. eset 29 d1=d2= 500 mm L= 4000 mQ1=Q2=0,21 m3/s 335 m Bf. 387 m Bf. k= 0,4 mm

30 30

31 31

32 3. feladat Egy víztorony tartályába a folyadékszínt állandó H magasságú. A fogyasztást q be térfogatáram betáplálásával pótoljuk. Adatok: l 1 =50 m; l 2 =l 3 =20 m; l 4 =20 m; d 1 =150 mm; d 2 =100 mm;  1 =  2 =1,2;  3 =2,5; q be =18 l/s; =1,3·10 -6 m 2 /s; ρ=1000 kg/m 3. Számítsa ki a betáplálási pontban szükséges túlnyomást, adottak az átáramlott idomok veszteségtényezői és a hálózat felépítése, valamint a csőérdességi tényező értéke k=0,1 mm! 32

33 3. feladat II Az áramlási sebesség a d 1 és d 2 átmérőjű csövekben: A betáplálás és a fogyasztás között alkalmazzuk a veszteséges Bernoulli-egyenletet: ahol az össznyomás veszteség:

34 Diagramból: amelyből a túlnyomás a betáplálási pontban: 3. feladat III Határozzuk meg λ-t számítással is! Hf: milyen magasan áll a víztoronyban a vízszint?

35 Ágvezeték hálózatok vízszállítása 35 Kirchhoff első törvénye: k: csomópontok száma w: ágak száma w=k-1 Ismerni kell: -vagy a fogyasztóknak kiadásra kerülő vízmennyiségeket - vagy a rendszerbe betáplált vízmennyiséget (k-1) db egyenlet írható fel, melyből számítható az összes ág vízszállítása A vízszállítás ismeretében számítható az ágankénti veszteség. A csomópontba érkező és a csomópontból távozó vízhozamok előjeles algebrai összege zérus

36 4. feladat Határozza meg az alábbi ágvezeték rendszerben az egyes ágak átmérőit, áramlási sebesség, vízhozam, nyomásveszteség értékeit, ha a kifolyási pontokon a minimális nyomás 0,5 bar (k=1 mm). 36 L 12 =1000 m L 23 =500 m L 24 =500 m 1 6 5 4 32 7 L 45 =300 m L 56 =300 m L 57 =300 m Q 7 =3 l/s Q 2 =3 l/s Q 3 =5 l/s Q 6 =5 l/s

37 37 1. Csőátmérők meghatározása: Felveszünk: v = 1 m/s sebességet 2. k/d ;Re-szám meghatározása 3. λ értékek leolvasása 4. Veszteségmagasságok meghatározása

38 38 Ágak (w) Vízszállí tás (Q) (l/s) Cső átmérő (DN) (mm) Sebess ég (v) (m/s) d/kReλVesztes ég magass ág (hv) (m) 1-2161500,891501,0*10 5 0,0369,7 2-35800,99806,2*10 4 0,0247,5 2-481001,021007,8*10 4 0,03910,3 4-581001,021007,8*10 4 0,0246,2 5-65800,99806,2*10 4 0,0244,5 5-73650,90654,5*10 4 0,0499,3

39 39

40 40 Felhasznált irodalom W.Bohl: Műszaki áramlástan. Műszaki Könyvkiadó Budapest 1983. Dr. Haszpra Ottó: Hidraulika I. Műegyetem Kiadó Budapest 1995.

41 41 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!


Letölteni ppt "1 Vízellátás 2.előadás Hidraulikai alapok Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 003."

Hasonló előadás


Google Hirdetések