V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

По трубопроводу диаметром 252,5 самотеком стекает нитробензол с температурой 20 ⁰С. Начальная точка трубопровода выше конечной точки на 200 мм. Длина горизонтальной части трубопровода 240 м. Определить массовый расход нитробензола.

Имеем исходные данные: диаметр трубопровода: d_н= 252,5 мм (диаметр наружный толщину стен); длина трубопровода: = 240 м.; жидкость: нитробензол t = 20 ⁰С.; разность между начальной и конечной точками трубопровода h = 200 мм. Необходимо определить массовый расход нитробензола G[кг/с].

Рисунок 1. Расчетная схема трубопровода.

Массовый расход жидкости определяется из формулы:

[кг/с], где [м/с] – скорость нитробензола, неизвестна, [м²] – площадь живого сечения потока, можно вычислить по формуле: , [кг/м³] – плотность нитробензола, принимается из справочной литературы

Неизвестную величину, скорость нитробензола можно определить из формулы вычисления числа Рейнольдса: [м/с] (1), где µ [Па*с]- коэффициент динамической вязкости нитробензола при t = 20 ⁰С.

Однако точное значение числа Рейнольдса нам неизвестно. Предположим, что режим движения жидкости в случае безнапорного течения – ламинарный. Полный же напор жидкости обусловлен только линейными потерями и создается разностью высот конечных точек трубопровода h = 200 мм. Полный напор определяем из уравнения Дарси – Вейсбаха:

[м] , где h = 200 мм = 200 [м].

Коэффициент сопротивления трения - для жидкости, движущейся в прямой круглой трубке при ламинарном режиме движения.

Таким образом: или (2)

Подставляем в уравнение (2) уравнение (1), получаем .

Раскрываем скобки: .

Подставляем . Получаем или . Определяем скорость движения из формулы: , где

.

Подставив исходные данные, имеем:

Таким образом, получаем массовый расход нитробензола:

.

Код для цитирования: Скопировать