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 EJF Építőmérnöki Szak (BSC)

2 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 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 Nikuradse-diagram 4

5 Jellemző felületi érdességi méretek 5

6 Cső érdesség tájékoztató értékei vízellátó hálózatban 6

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

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

10 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 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 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 Veszteségtényező változása diffúzorban 13

14 Szűkülő csőszakasz (konfúzor) 14

15 Fojtószelep veszteségtényezője a csappantyú szögállás függvényében 15

16 Csap veszteségtényezője a csappantyú szögállás függvényében 16

17 Síktolózár veszteségtényezője a relatív átáramlási keresztmetszet függvényében 17

18 Elzáró szelepek veszteségtényezői 18

19 Különböző íveltségű ívdarabok veszteségtényezője 19

20 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 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 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) ,891501,0*10 5 0,0369, ,99806,2*10 4 0,0247, ,021007,8*10 4 0,03910, ,021007,8*10 4 0,0246, ,99806,2*10 4 0,0244, ,90654,5*10 4 0,0499,3

39 39

40 40 Felhasznált irodalom W.Bohl: Műszaki áramlástan. Műszaki Könyvkiadó Budapest 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