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:

Ecuaţia lui Bernoulli care exprima transformarile energetice de-a lungul conductei

LD hhg

vpzH

2

2

Coeficientul CORIOLIS [1,05-1,1]

PIERDERE DE SARCINA LONGITUDINALA

PIERDERE DE SARCINA LOCALA

ni

iDD i

hh1

mj

jLL j

hh1

Linia pierderilor de sarcină

logitudinale cumulate

Linia energetică

Linia piezometrică

Axa conducteiîn plan vertical

Axa conducteiîn plan orizontal

Plan orizontal

1 2 3 4 5 6

g

V

2

2

Lh

Dh

p

z

PIRDERILE DE SARCINA PENTRU O CONDUCTA SUB PRESIUNE

LD hhg

vpzH

2

2

MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE

PIERDERI DE SARCINA LONGITUDINALA

LDg

VhD

2

2

diametru

Coeficient de rezistenta adimensional

viteza medie

rugozitate

vascozitate cinematica

densitate

Caracteristicile CONDUCTEI Caracteristicile FLUIDULUI

D

k

L

V

DV

Re kP

Rh

lungime

Regimul de curgere: laminar/turbulent

MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE

DEBITUL CONDUCTELOR si (Q) PANTA HIDRAULICA (J)

Dg

V

L

LDg

V

dL

dhJ D

2

2 2

2

Pentru o conducta cu sectiunea circulara

D

P

DEBITUL (Q) conductei in functie de PANTA HIDRAULICA (J)

44

2 D

D

D

PRh

g

VD

Dg

VJRh

842

22 JRCJR

gV hh

8

JKJRCJRCVQ hh

Modulul de debit

2

2

K

QJ

Coeficientul lui CHEZY

PANTA HIDRAULICA (J)

MISCAREA FLUIDELOR IN CONDITII ANTROPICE

MODULUL DE DEBIT (K) depinde de:

[mm]

[m2]

K[litru/sec]Conducte curate Condiţii normale Conducte murdare

50 0,00196 9,624 8,46 7,40375 0,00445 28,37 24,94 21,83

100 0,00785 61,11 53,72 47,01125 0,01227 110,80 97,40 85,23150 0,01767 180,20 158,40 138,60175 0,02405 271,80 238,90 209,60200 0,03142 388,00 341,10 298,50

901

0 n

C 801

0 n

C 701

0 n

C

011,0n 01250,0n 0143,0n

Nr.crt.

Natura pereţilor conductei[-]

1 Suprafeţe acoperite cu email sau smalţ 0,0092 Tencuială din ciment curat 0,0103 Conducte din ceramică, ţevi de fontă şi fier îmbinate corect 0,0114 Conducte de apă normale; conducte de scurgere foarte curate 0,0125 Canale acoperite cu un strat gros şi stabil de mâl 0,0186 Canale în pamânt, aflate în condiţii bune de întreţinere 0,023

nCOEFICIENT DE RUGOZITATE (n)

D

DIAMETRUL CONDUCTEI

RUGOZITATEA CONDUCTEI

MISCARE IN CONDUCTE SUB PRESIUNE

PIERDERE DE SARCINA LOCALA g

VhL

2

2

Coeficientul de

rezistenţa locală se dermină

EXPERIMENTAL

CC RR

D

5.3

16,013,0

CR

D

1

1

2

2

22 ,V11,V

2

1

2 1

1

215,0

Lărgirea bruscă a secţiunii de

curgere

Ingustarea bruscă a secţiunii de

curgere

CONDUCTA NERAMIFICATA SUB PRESIUNE

hRCK g

C

8

LK

QL

Dg

VhD

2

22

2

g

VhL

2

2

Diferenţa de nivel (dH ) necesara pentru:

1. transportul debitului:Q2. printr-o conducta cu diametrul: D3. cu lungimea:L

LINIE PIEZOMETRICĂ

LINIE ENERGETICĂPLAN DE SARCINĂ HIDRAULICĂ

g

V

2

2

p

z

H

Debitul (Q) conductei cu1. diametrul (D)2. lungimea (L)3. la o diferenţă de nivel (dH)

Diametrul (D) unei conducte care transporta:

1. debitul (Q)2. la o diferenţă de nivel(dH)3. pe o lungime (L ).

PLAN ORIZONTAL

Th

CONDUCTE LEGATE IN PARALEL

ABB

BA

ADDD hp

zp

zhhh

321

ABhLK

QL

K

QL

K

Q 32

3

23

222

22

121

21

321 QQQQ

Ap

Az Bz

Bp

321 DDDAB hhhh

3Q

2Q

1Q

PLAN DE SARCINĂ PIEZOMETRICĂ

PLAN ORIZONTAL

LINIE PIEZOMETRICĂ

1

23

A B

CONSERVAREA ENERGIEI CONSERVAREA MASEI

Q

Q

CONDUCTE SUB PRESIUNE RAMIFICATE

4321 QQQQ

222

22

121

21

2_1 LK

QL

K

QH

323

23

121

21

3_1 LK

QL

K

QH

424

24

121

21

4_1 LK

QL

K

QH

1Dh

1 2

3

4

2Dh

3Dh 4Dh

2_1H

3_1H 4_1H

PLAN DE SARCINĂ PIEZOMETRICĂ LINIE PIEZOMETRICĂ 1

LINIE PIEZOMETRICĂ 4LINIE PIEZOMETRICĂ 3

LINIE PIEZOMETRICĂ 2

DACA SE CUNOSC:

432114324321 ,,,,,,,,,,, QQQQDHHHLLLL

432 ,, DDDSE POT CALCULA:

CONSERVAREA ENERGIEI

CONSERVAREA MASEI

xL

Dh

2Q

CONDUCTASUB PRESIUNE CU DEBIT UNIFORM DISTRIBUIT

L

Qq 1

xqQQQx 21

dx

dh

K

QJ Dx

x 2

2

L LLx

xD dxK

xqQQdx

K

QdxJh

0 0 2

221

0 2

2

LK

QQQ

Q

hD

2

21

212

2 3

Daca DEBITUL consumat

Debitul consumat uniform

distribuit pe lungimea (L) conductei

01 Q LK

QhD

2

22

LINIE PIEZOMETRICĂ

xQ Lx ,0

PLAN DE SARCINĂ PIEZOMETRICĂ

MISCARE IN CANALE CU NIVEL LIBER

LINIE PIEZOMETRICĂ

MISCARE UNIFORMA CU NIVEL LIBER este conditionata de:

LINIE ENERGETICĂ

h

b

Configuratia geometrica a canalului:•Traseul•Panta •Sectiunea de curgere

Regimul de curgere:•laminar:• tranzitie: • turbulent:

h

cr

RV Re600500Re cr

2000600Re cr

12500Re cr

LEGEA FUNDAMENTALAlegea lui CHEZY

JRCV h

yhR

nC

1

1,075,013,05,2 nRny h

DIMENSIONAREA CANALELOR CU NIVEL LIBER

Formula generala pentru dimensionare:

JKJRCVQ h

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)

b

hh

DIMENSIONAREA CANALELOR CU NIVEL LIBER

SECTIUNEA OPTIMA DE CURGERE: JKJRCVQ h

ctghbh

hctghbb

2

2

222 122 ctghbctghhbP

Conditiile de optimizare:•Sectiunea constanta•Perimetrul minim

0

0

dh

dPdh

d

012

0

2

dh

ctghbd

dh

dPdh

ctghbhd

dh

d

012

02

2

ctgdh

dbdh

dbhctghb

ctgctgh

b 212

ctgctgh 22 12

ctgctghP 2122

2

hP

Aplicatie: SECTIUNEA OPTIMA DE CURGERE(fisierul sectiuneOPTIMA.xls)

DIMENSIONAREA CANALELOR CU NIVEL LIBER