1 / 41

Vízellátás 2.előadás

EJF Építőmérnöki Szak (BSC). Vízellátás 2.előadás. Hidraulikai alapok Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039 dittrich.erno@hidroconsulting.hu. Bernoulli-egyenlet.

pisces
Download Presentation

Vízellátás 2.előadás

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. EJF Építőmérnöki Szak (BSC) Vízellátás2.előadás Hidraulikai alapok Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039 dittrich.erno@hidroconsulting.hu

  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:Re<Rekrit=2320 Turbulens áramlás akkor jön létre, ha Re>Rekrit=2320 Reynolds-szám: Egyenes cső vesztesége: • [-]: csősúrlódási tényező =f(Re, d/k) k: a csőfal ún. homlok-érdessége, m

  4. Nikuradse-diagram

  5. Jellemző felületi érdességi méretek

  6. Cső érdesség tájékoztató értékei vízellátó hálózatban

  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:

  8. A l csősúrlódási tényező értékeiHidraulikailag sima cső Lamináris áramlás: Turbulens áramlás l=f(Re): -Teljes Re-szám tartományra: -Blasius képlet 2320<Re<105 tartomány: -Nikuradse képlete 105<Re<5·106: -Prandtl-Kármán képlet Re>106:

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

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

  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 t csúsztatófeszültségből adódó erők mindkét esetben a p1-p2 nyomáskülönbségből adódó erőkkel egyensúlyban vannak. A tetszőleges keresztmetszet kerülete legyen K, felülete A, így: Az előbbivel hidraulikailag egyenértékű de átmérőjű csöveknél: A két egyenlet jobboldalán álló kifejezések egyenlők:

  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.

  13. Veszteségtényező változása diffúzorban

  14. Szűkülő csőszakasz (konfúzor)

  15. Fojtószelep veszteségtényezője a csappantyú szögállás függvényében

  16. Csap veszteségtényezője a csappantyú szögállás függvényében

  17. Síktolózár veszteségtényezője a relatív átáramlási keresztmetszet függvényében

  18. Elzáró szelepek veszteségtényezői

  19. Különböző íveltségű ívdarabok veszteségtényezője

  20. A hirtelen keresztmetszetváltás szerelvényei Beáramló idomok jellemző megoldási formái: • A. éles sarokkal: z0,5él tompítással: z 0,25 • B. éles sarokkal: z3,0él tompítással: z0,5-1,0 • C. z0,5+0,3cosd+0,2cos2d • D. a fal érdességétől függően: z0,01-0,05

  21. Az egyenértékű csőhossz • Mivel az egyenes csövek és a csőszerelvények nyomásvesztesége v2·r/2-vel arányos, bármely csővezetéki elem vesztesége, egy ugyanolyan veszteséget okozó egyenes csőszakasz hosszával is kifejezhető:

  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. 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) d/k=400 Re=2.9*105λ=0.026

  24. 1. feladat III. – B feladatrész ∆hv≈100 m.v.o hv=26.5v2

  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.

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

  27. 1. eset

  28. 2. eset 387 m Bf. d1=d2= 500 mm k= 0,4 mm L= 4000 m Q1=Q2=0,21 m3/s 335 m Bf.

  29. 3. feladat Egy víztorony tartályába a folyadékszínt állandó H magasságú. A fogyasztást qbe térfogatáram betáplálásával pótoljuk.Adatok: l1=50 m; l2=l3=20 m; l4=20 m; d1=150 mm; d2=100 mm; 1=2=1,2; 3=2,5; qbe=18 l/s; =1,3·10-6 m2/s; ρ=1000 kg/m3.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!

  30. 3. feladat II Az áramlási sebesség a d1 és d2 átmérőjű csövekben: A betáplálás és a fogyasztás között alkalmazzuk a veszteséges Bernoulli-egyenletet: ahol az össznyomás veszteség:

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

  32. Ágvezeték hálózatok vízszállítása Kirchhoff első törvénye: A csomópontba érkező és a csomópontból távozó vízhozamok előjeles algebrai összege zérus 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.

  33. 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). 6 Q6=5 l/s L56=300 m L45=300 m 5 7 4 Q7=3 l/s L57=300 m L24=500 m L12=1000 m Q3=5 l/s 1 2 L23=500 m 3 Q2=3 l/s

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

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

  36. Köszönöm a megtisztelő figyelmet!

More Related