2g z z f k k z z f k k z z V D 2g 2g 2g D 2g f L ka D

Σχετικά έγγραφα
ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΓΩΓΩΝ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ Άσκηση 1 (5.0 μονάδες). 8 ερωτήσεις x 0.625/ερώτηση

Σχήμα 1. Σκαρίφημα υδραγωγείου. Λύση 1. Εφαρμόζουμε τη μέθοδο που περιγράφεται στο Κεφάλαιο του βιβλίου, σελ. 95)

Υδραυλικός Υπολογισμός Βροχωτών Δικτύων

800 m. 800 m. 800 m. Περιοχή A

Σχεδιασμός και ανάλυση δικτύων διανομής Υπολογισμός Παροχών Αγωγών

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

Λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες. διατομή και θεώρηση

Επιμέλεια: Δρ Μ. Σπηλιώτης Κείμενα σχήματα Τσακίρης 2008 Και κατά τις παραδόσεις του Κ.Κ.Μπέλλου

Τα τρία βασικά προβλήματα της Υδραυλικής

ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

μία ποικιλία διατομών, σε αντίθεση με τους κλειστούς που έχουμε συνήθως κυκλικές διατομές).

Να υπολογίσετε τη μάζα 50 L βενζίνης. Δίνεται η σχετική πυκνότητά της, ως προς το νερό ρ σχ = 0,745.

Σημειώσεις Εγγειοβελτιωτικά Έργα

Q 12. c 3 Q 23. h 12 + h 23 + h 31 = 0 (6)

Υδροδυναμική. Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση: Στρωτή και τυρβώδης ροή Γραμμικές απώλειες

Υπενθύµιση εννοιών από την υδραυλική δικτύων υπό πίεση

Απλοποίηση υπολογισμών σε σωλήνες υπό πίεση

ΕΠΙΛΥΣΗ ΑΣΚΗΣΗΣ. Π. Σιδηρόπουλος. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Π.Θ.

ΤΕΥΧΟΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ - ΤΟΜΕΑΣ ΥΔ. ΠΟΡΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΞΕΤΑΣΗ ΠΡΟΟΔΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2017

Σχεδιασμός και ανάλυση δικτύων διανομής Υδραυλικές αρχές Υδραυλικός Υπολογισμός ακτινωτών δικτύων

ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ, E.M.Π ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΓΓΕΙΟΒΕΛΤΙΩΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΚΑΙ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: Υ ΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΞΑΜΗΝΟ: 8 ο

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΧΤΩΝ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΕΡΓΩΝ»

Απώλειες φορτίου Συντελεστής τριβής Ο αριθμός Reynolds Το διάγραμμα Moody Εφαρμογές

υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Εισαγωγή στη μόνιμη ομοιόμορφη ροή Ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Κινηματική ρευστών. Ροή ρευστού = η κίνηση του ρευστού, μέσα στο περιβάλλον του

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τοµέας Υδατικών Πόρων Μάθηµα: Αστικά Υδραυλικά Έργα Μέρος Α: Υδρευτικά έργα

υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Το μισό του μήκους του σωλήνα, αρκετά μεγάλη απώλεια ύψους.

Κεφάλαιο 5: Αρχές υδραυλικής στα αστικά υδραυλικά έργα

Υδραυλικά Έργα Ι [ΠΟΜ 443]

ΔΗΜΟΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΜΕΙΖΟΝΟΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΒΟΛΟΥ ΟΝΟΜΑΣΙΑ ΕΡΓΟΥ

ΣΕΙΡΆ ΑΣΚΉΣΕΩΝ, ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ, προαιρετική, Θέμα 1 (1 ο βασικό πρόβλημα της Υδραυλικής των κλειστών αγωγών)

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΕΡΓΩΝ ΥΠΟΔΟΜΗΣ (MSc)

Περιορισμοί και Υδραυλική Επίλυση Αγωγών Λυμάτων Ι

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΤΛΗΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΥΔΡΑΥΛΙΚΩΝ

Παραδείγµατα ροής ρευστών (Moody κλπ.)

Υδραυλική των υπονόμων

h 1 M 1 h 2 M 2 P = h (2) 10m = 1at = 1kg/cm 2 = 10t/m 2

Επίλυση Παντορροϊκού δικτύου

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

Χρήση της εξίσωσης του Hazen Williams σε ταχυσύνδετους σωλήνες

Υ ΡΑΥΛΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ

Μόνιμη ροή. Τοπικές ανομοιογένειες δεν επηρεάζουν τη ροή, τοπικές απώλειες Συνήθως κυκλικοί αγωγοί γ του εμπορίου

Ήπιες κλίσεις, άνοδος πυθμένα μόνο σε τοπικές συναρμογές Η ροή μεταβάλλεται χωρικά με τη διαφορά αναγλύφου. Ευκολία προσαρμογής στο ανάγλυφο

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ (Μονάδες 3, Διάρκεια 20')

ΥΔΡΑΥΛΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΡΟΗ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟ ΑΓΩΓΟ

θέμα, βασικές έννοιες, ομοιόμορφη Δρ Μ. Σπηλιώτη Λέκτορα Κείμενα από Μπέλλος, 2008 και από τις σημειώσεις Χρυσάνθου, 2014

ΑΣΚΗΣΗ 3. αγωγού, καθώς και σκαρίφημα της μηκοτομής αυτού. Δίδονται :

Ειδικά κεφάλαια δικτύων αποχέτευσης

Δ Ε Υ Α Ρ ΔΗΜΟΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΔΗΜΟΥ ΡΟΔΟΥ ΤΕΥΧΟΣ 11 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΥΔΡΕΥΣΗΣ - ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΕΡΓΟΥ:

Εγγειοβελτιωτικά Έργα και Επιπτώσεις στο Περιβάλλον

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ Ι. κ. ΣΟΦΙΑΛΙΔΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

Εργαστηριακή άσκηση: Σωλήνας Venturi

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Αρχές υδραυλικής στα αστικά υδραυλικά έργα

ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ ΑΠΟ ΤΗ ΓΕΩΤΡΗΣΗ ΑΓΙΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΥ

Αρδεύσεις (Εργαστήριο)

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Α.Μ.Β.Υ. ΛΟΓΩ ΙΞΩΔΩΝ ΤΡΙΒΩΝ ΣΕ ΡΟΕΣ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

ΕΡΓΑ ΑΡΔΕΥΣΕΩΝ - ΑΠΟΣΤΡΑΓΓΙΣΕΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Γ. ΣΑΜΑΡΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΑΡΔΕΥΤΙΚΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΟΡΜΥΛΙΑΣ ΜΠΟΥΖΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ

1 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΡΩΤΟΥ ΟΡΙΑΚΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΕΠΑΝΩ ΑΠΟ ΑΚΙΝΗΤΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ

ΜΕΛΕΤΗ ΠΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Υπολογισμοί Δικτύου Πυρόσβεσης

ΥΔΡΑΥΛΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΕ ΣΩΛΗΝΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΣΕ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΡΟΗΣ

Ανάθεση εργασίας για το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος «Μηχανική των Ρευστών»

. Υπολογίστε το συντελεστή διαπερατότητας κατά Darcy, την ταχύτητα ροής και την ταχύτητα διηθήσεως.

Γραμμή ενέργειας σε ένα αγωγό (χωρίς αντλία)

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΝΟΙΚΤΟΙ ΑΓΩΓΟΙ. 2 5 ο Εξάμηνο Δρ Μ. Σπηλιώτης

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 1 η : Πτώση πίεσης σε αγωγό κυκλικής διατομής

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Υπολογισμός Μανομετρικού Αντλίας Υπολογισμός Ισχύος Κινητήρα Αντλίας... 4

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Αρχές υδροενεργειακής τεχνολογίας

και επιτάχυνση μέτρου 1 4m/s. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστή;

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ

3. Δίκτυο διανομής επιλύεται για δύο τιμές στάθμης ύδατος της δεξαμενής, Η 1 και

(1) ταχύτητα, v δεδομένη την πιο πάνω κατανομή θερμοκρασίας; 6. Γιατί είναι σωστή η προσέγγιση του ερωτήματος [2]; Ποια είναι η

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ. Πτώση πίεσης σε αγωγό σταθερής διατομής 2η εργαστηριακή άσκηση. Βλιώρα Ευαγγελία

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου 5/3/2017

ΘΕΜΑ ΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι

5.1 Μηχανική των ρευστών Δ.

Υδραυλική των υπονόμων. Δημήτρης Κουτσογιάννης Τομέας Υδατικών Πόρων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 2 η Κατανομή πίεσης σε συγκλίνοντα αποκλίνοντα αγωγό.

ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ «ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗ ΑΚΑΘΑΡΤΩΝ ΠΑΡΑΛΙΑΚΟΥ ΜΕΤΩΠΟΥ ΜΑΛΑΚΙ - ΒΟΛΟΣ» Δ/ΝΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΕΛΕΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

Διατήρηση της Ύλης - Εξίσωση Συνέχειας

Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Μαρούσι Καθηγητής Σιδερής Ε.

Στο διπλανό σχήμα το έμβολο έχει βάρος Β, διατομή Α και ισορροπεί. Η δύναμη που ασκείται από το υγρό στο έμβολο είναι

ΘΕΜΑ Υ ΡΟ ΥΝΑΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι

Ονοματεπώνυμο: Μάθημα: Ύλη: Επιμέλεια διαγωνίσματος: Αξιολόγηση: Φυσική Προσανατολισμού Ρευστά Ιωάννης Κουσανάκης

Υπολογισμός συνάρτησης μεταφοράς σε Υδραυλικά συστήματα. Αντίσταση ροής υγρού. Μανομετρικό Υψος h. Υψος h2. Ροή q

6 Εξαναγκασμένη ροή αέρα

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ

Αστικά υδραυλικά έργα

ΦΥΣΙΚΗ -ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑ

Transcript:

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΞΕΤΑΣΗ ΠΡΟΟΔΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 017 Άσκηση 1 1. Οι δεξαμενές Α και Β, του Σχήματος 1, συνδέονται με σωλήνα διαμέτρου D, μήκους L και τραχύτητας f, για τον οποίο ισχύει fl/d=100. Λαμβάνοντας υπόψη τις τοπικές απώλειες, η μέση ταχύτητα της ροής είναι ίση με: (α) 1. m/s (β) 1.5 m/s (γ) 1.7 m/s (δ).0 m/s Σχήμα 1 Αιτιολόγηση: Η εξίσωση ενέργειας μεταξύ των δεξαμενών Α και Β γράφεται 0 p p z z g g p p z z 0 hf, hm, hm, z z. Οι γραμμικές και τοπικές απώλειες στον αγωγό υπολογίζονται από την εξ. (3.3-16) (Darcy-Weisbach, βλ. βιβλίο) και την εξίσωση (3.9-1), αντίστοιχα, και η εξίσωση ενέργειας γράφεται L L g z z f k k z z f k k z z D g g g D g f L k k D 9.81 3.116.5 1.7 m / s, όπου k =0.5 και k Β =1.0 (βλ. Σχόλια βιβλίου, σελ. 84 και 8, 100 0.5 1.0 αντίστοιχα). Συνεπώς, η σωστή απάντηση είναι η (γ).. Σε σύστημα τριών σωλήνων σε σειρά με τα ίδια χαρακτηριστικά L, k s και f, όπου D 1 >D >D 3 : (α) Ισχύει 1 < < 3. (β) Ισχύει 1 > > 3. (γ) Ισχύει Q 1 =Q =Q 3. (δ) Ισχύει Q 1 >Q >Q 3. (ε) Ισχύουν τα (α) και (γ). Αιτιολόγηση: Σε ένα σύστημα σωλήνων σε σειρά ισχύει Q 1 =Q =Q 3 (βλ. βιβλίο, παρ. 4.4.) άρα, αφού D D1 D D3 Q, ισχύει 1 3 1 D1 D 3 D3. Επομένως, για 4 4 4 4 D 1 >D >D 3 θα ισχύει 1 < < 3. Συνεπώς, η σωστή απάντηση είναι η (ε). 3. Θεωρήστε τις ακόλουθες περιπτώσεις ροής: (1) από δεξαμενή σε σωλήνα 0.50 m, και () από σωλήνα διαμέτρου 0.50 m σε δεξαμενή. Τότε: (α) Οι τοπικές απώλειες είναι μεγαλύτερες στο (1). (β) Οι τοπικές απώλειες είναι μεγαλύτερες στο (). (γ) Οι τοπικές απώλειες είναι ίσες επειδή η σχετική μεταβολή της γεωμετρίας είναι η ίδια. (δ) O συντελεστής τοπικών απωλειών στην (1) είναι ίσος με 1.0. (ε) Ισχύουν τα (β) και (δ).

Αιτιολόγηση: Στην περίπτωση απότομης διαστολής της ροής οι απώλειες είναι μεγαλύτερες. Συγκεκριμένα, στην περίπτωση (1), δηλ. σε απότομη συστολή, ο συντελεστής τοπικών απωλειών κυμαίνεται μεταξύ 0.04 και 0.8 (τυπική τιμή k m =0.5, βλ. βιβλίο, Σχόλια σελ. 84), ενώ στην περίπτωση () ο συντελεστής τοπικών απωλειών είναι ίσος με k m =1.0 (βλ. βιβλίο, Σχόλια σελ. 8). Συνεπώς, η σωστή απάντηση είναι η (β). 4. Σε σύστημα 3 παράλληλων σωλήνων με τα ίδια χαρακτηριστικά L, k s και f ισχύει D 1 >D >D 3. Τότε: (α) Ισχύει Q 1 =Q =Q 3. (β) Ισχύει Q 1 >Q >Q 3. (γ) Ισχύει Q 1 <Q <Q 3. (δ) Ισχύει Q 1 +Q +Q 3 =0. (ε) Ισχύουν τα (β) και (δ). Αιτιολόγηση: Για τους 3 παράλληλους σωλήνες ισχύει ΔΗ 1 = ΔΗ = ΔΗ 3 (βλ. βιβλίο, παρ. 4.4.3), άρα για L 1 =L =L 3 και f 1 =f =f 3 προκύπτει L 1 L L 3 1 3 f f f D g D g D g D D D 1 3 1 3 Επιπλέον D 4Q Q, άρα 4 D Q 1 >Q >Q 3. Συνεπώς, η σωστή απάντηση είναι η (β). 1 Q Q3 5 5 5 1 3 Q και για D 1 >D >D 3 θα πρέπει να ισχύει D D D 5. Στις διατομές Α και Β ενός σωλήνα σταθερής διαμέτρου D, στον οποίο ρέει νερό, μετρήθηκαν οι πιέσεις και τα υψόμετρα στο ύψος του άξονα. Προέκυψε ότι p =10700 Pa, z =1 m, p =00900 Pa, z = 18 m. Ισχύει ότι: (α) Η ροή είναι από το Α στο Β και οι απώλειες ενέργειας είναι ίσες με 5 m. (β) Η ροή είναι από το Α στο Β και οι απώλειες ενέργειας είναι ίσες με 3 m. (γ) Η ροή είναι από το στο και οι απώλειες ενέργειας είναι ίσες με 5 m. (δ) Η ροή είναι από το στο και οι απώλειες ενέργειας είναι ίσες με 3 m. Αιτιολόγηση: Έστω ότι η ροή πραγματοποιείται από το Α στο Β, δηλ. ΔΗ (Α-Β) >0. Τότε, η εξίσωση ενέργειας p p μεταξύ των Α και Β γράφεται: z z H( ) g g όπου 3 3 g 1000 kg / m 9.81m / s 9810 N / m Επίσης, αφού η διάμετρος (άρα και η διατομή) του σωλήνα είναι σταθερή, από την εξίσωση συνέχειας λαμβάνουμε Q Q. Επομένως, η εξίσωση ενέργειας γράφεται p p p p z z H H z z 10700 00900 H 1 m 18 m 33.48 m 38.48 m 5.00 m 0 9810 9810 Συνεπώς, η ροή τελικά πραγματοποιείται από το Β στο Α (ΔΗ<0) και οι απώλειες ενέργειας είναι ίσες με H 38.48 m 33.48 m 5.00 m, δηλ. η σωστή απάντηση είναι η (γ).

6. Παροχή Q=10 L/s νερού διέρχεται από αγωγό διαμέτρου D=50 mm και τραχύτητας f=0.014. Η ταχύτητα τριβής u * είναι ίση με: (α) 0.10 m/s (β) 0.50 m/s (γ) 0.80 m/s (δ) 1.00 m/s Αιτιολόγηση: Η ταχύτητα τριβής u * υπολογίζεται από την εξίσωση ρ είναι η πυκνότητα του νερού, τ w είναι η διατμητική τάση, η οποία υπολογίζεται από την εξίσωση είναι η ταχύτητα της ροής είναι ίση με u * w (.3-1), όπου 1 w f (3.3-14), και 8 3 m /s Q 4Q 40.10.44 m / s. D 0.50m Επομένως, 1 f 0.014 u 8 *.44 m / s 0.10 m / s και η σωστή απάντηση είναι η (α). 8 7. Σε σύστημα παράλληλων σωλήνων με την ίδια τραχύτητα f ισχύουν: 1 = και D 1 =D. Τότε: (α) Ισχύει L 1 =L (β) Ισχύει L 1 <L (γ) Ισχύει L 1 = L (δ) Ισχύει L 1 =4 L Αιτιολόγηση: Για παράλληλους σωλήνες ισχύει ΔΗ 1 = ΔΗ (βλ. βιβλίο, παρ. 4.4.3) άρα 1 L 1 1 L L1 L L D g D g D1D D g D g 1 f f f f L L L. Συνεπώς, η σωστή απάντηση είναι η (β). 1 1 8. Η κατανομή ταχυτήτων ροής u (σε m/s) σε σωλήνα υπολογίζεται από την εξίσωση u = 1.0 r, όπου r (cm) είναι η απόσταση από τον άξονα του σωλήνα. Τότε: (α) Η διάμετρος του σωλήνα είναι ίση με 1.0 cm. (β) Η διάμετρος του σωλήνα είναι ίση με.0 cm. (γ) Η μέση ταχύτητα της ροής είναι ίση με 1.0 m/s. (δ) Ισχύουν τα (β) και (γ). Αιτιολόγηση: Στα στερεά όρια, δηλ. για r=d/, ισχύει u=0 m/s άρα από την εξίσωση u = 1.0 r D 0 1.0 D 4.0cm D.0cm Για r=0m έχουμε μέγιστη ταχύτητα u=u max, δηλ. u max =1.0 m/s και από την εξ. (3.5-9) (βλ. βιβλίο, σελ. 55) η μέση ταχύτητα της ροής υπολογίζεται ίση με = u max /=0.5 m/s. Συνεπώς, η σωστή απάντηση είναι η (β).

Άσκηση Στο υδραγωγείο του Σχήματος, η παροχή νερού Q=150 L/s μεταφέρεται με λείους σωλήνες από τη δεξαμενή Α στη δεξαμενή Β με το σύστημα των αγωγών (1-) και (-3) σε σειρά (βλ. Σχήμα ). Σχήμα. Σκαρίφημα της μηκοτομής του υδραγωγείου (α) Υπολογίστε τη στάθμη της δεξαμενής Β, λαμβάνοντας υπόψη τις τοπικές απώλειες. Θεωρήστε ότι στους κόμβους 1 και η συστολή είναι απότομη. (β) Σχεδιάστε σε σκαρίφημα τη ΓΕ και την ΠΓ. (γ) Υπολογίστε την παροχή του συστήματος, στην περίπτωση που αντικαθιστούσαμε τους αγωγούς (1-) και (-3) με έναν αγωγό (1--3) ενιαίας διαμέτρου D=300 mm και μήκους L=1450 m, αμελώντας τις τοπικές απώλειες και θεωρώντας δεδομένη τη στάθμη της δεξαμενής Β, που υπολογίσατε στο ερώτημα (α). Ερώτημα (α) Διατυπώνουμε αρχικά την εξίσωση ενέργειας μεταξύ των δύο δεξαμενών, προκειμένου να υπολογίσουμε τη στάθμη στη δεξαμενή Β, με γνωστή τη στάθμη z Α =6.00 m στη δεξαμενή Α, δηλ. p p 0 z z g g p p 0 z z z z h h 13 13 f m όπου με h f συμβολίζονται οι γραμμικές και με h m οι τοπικές απώλειες, αντίστοιχα. Υπολογισμός γραμμικών απωλειών: Δίνεται η παροχή Q=150 L/s=0.150 m 3 /s του υδραγωγείου και οι διάμετροι D 1 =300 mm=0.300 m και D 3 =50 mm=0.50 m και συνεπώς μπορούμε να υπολογίσουμε τις γραμμικές απώλειες, h f1 και h f3 στους αγωγούς (1-) και (-3), αντίστοιχα. Πρόκειται δηλ. για Τυπικό Πρόβλημα Τύπου 1 (βλ. βιβλίο, παράγραφος 4.4-, σε. 93). Οι γραμμικές απώλειες υπολογίζονται από την εξίσωση Darcy-Weisbach h f L f (3.3-16) D g και ο συντελεστής τριβών υπολογίζεται από την εξίσωση Colebrook-White, με δοκιμές 1 k s / D.51.0 log f 3.7 Re f (3.6-16)

m /s Q 4Q 40.150 Αγωγός (1-): k s /D 0,.1 m / s, D 0.300m m/s m D.1 0.300 Re 578745 6 m /s 1. 110 3 0.3 m g Υποθέτουμε μια αρχική τιμή για το συντελεστή f, έστω f 0 =0.010. Με δοκιμές προκύπτει f=0.018 και οι m L 900 γραμμικές απώλειες είναι ίσες με hf,1 f 0.018 0.3 8.83 m. m D g 0.300 Αγωγός (-3): k s /D 0, m/s m D.1 0.300 Re 694494 6 m /s 1. 110 3 m /s Q 4Q 40.150 3.06 m / s, D 0.50m 0.48 m g Υποθέτουμε μια αρχική τιμή για το συντελεστή f, έστω f 0 =0.010. Με δοκιμές προκύπτει f=0.014 και οι m L 550 γραμμικές απώλειες είναι ίσες με h f,3 f 0.014 0.48 1.99 m m D g 0.50. Συνεπώς, οι συνολικές γραμμικές απώλειες είναι ίσες με Σh f(1-3) =1.8 m. Υπολογισμός τοπικών απωλειών: Τοπικές απώλειες έχουμε στους κόμβους 1: έξοδος από δεξαμενή - είσοδος στον αγωγό (1-) - απότομη συστολή, : απότομη συστολή διαμέτρου και 3: έξοδος από τον αγωγό (-3) - είσοδος σε δεξαμενή. Κόμβος 1: Ο συντελεστής τοπικών απωλειών είναι ίσος με k 1 =0.50 (απότομη συστολή, βλ. βιβλίο, Σχόλια σελ. 84), άρα οι τοπικές απώλειες είναι ίσες με hm,1 k1 0.50 0.3m 0.11m. g Κόμβος : Είναι D /D 1 =50mm/300mm=0.83>0.76 (βλ. βιβλίο, παρ. 3.9.3), άρα από την εξ. (3.9-14) έχουμε D 50 D1 300 k 1 1 0.09 και οι τοπικές απώλειες hm, k 0.09 0.48m 0.04m. g Κόμβος 3: Ο συντελεστής τοπικών απωλειών είναι ίσος με k 3 =1.00 (βλ. βιβλίο, Σχόλια σελ. 8) Συντελεστής τοπικών απωλειών (απότομη διαστολή) k 1 =1.00, άρα οι τοπικές απώλειες είναι ίσες με hm,3 k3 1.00 0.48m 0.48m. g Συνεπώς, οι συνολικές τοπικές απώλειες είναι ίσες με Σh m(1-3) =0.64 m. Υπολογισμός της στάθμης στη δεξαμενή Β: Επομένως η στάθμη στη δεξαμενή Β είναι ίση με z z h h z 6.00m 1.8m 0.64m 39.54 m 13 13 f m και και Ερώτημα (β) Αρχικά υπολογίζουμε τη στάθμη της ΓΕ σε κάθε κόμβο. 1, 6.00m h 0.11m 61.89m 1, 1, m1 6.00m h 61.89m 8.83m 53.06m, 1, f,1

h 0.04m 53.01m,, m 53.06m h 53.01m 1.99m 40.0m 3,, f,3 3, 3, h m3 z 40.0m 0.48m 39.54m Στη συνέχεια, υπολογίζουμε τη στάθμη της ΠΓ, η οποία απέχει από την ΓΕ 0.3m g και g 0.48m στα τμήματα (1-) και (-3), αντίστοιχα. Η ΓΕ και η ΠΓ παρουσιάζονται σε σκαρίφημα στο Σχήμα β. 1 Σχήμα β. Σκαρίφημα της ΓΕ και της ΠΓ Ερώτημα (γ) Με δεδομένη τη στάθμη στη δεξαμενή Β και θεωρώντας ότι οι τοπικές απώλειες είναι μηδενικές υπολογίζουμε τις γραμμικές απώλειες στο υδραγωγείο, δηλ. Σh f(1-3)= 6.00 m-39.54 m=.46 m. Υπολογίζουμε την Q εφαρμόζοντας την άμεση μέθοδο που περιγράφεται στο Κεφάλαιο 4..3 (βλ. βιβλίο, σελ. 95). Ακολουθούμε τα εξής βήματα: (i) Υπολογίζουμε την ποσότητα Re f από την εξίσωση (4.-) Re f g hf L D 1.5 9.81m / s.46m 1450m 0.300m 1.5 6 1.1 10 m / s 8340 (ii) Υπολογίζουμε την ποσότητα 1/ f από την εξίσωση (3.6-16) 1 k s / D.51 0.51.0 log f 3.7.0 log 9.03 Re f 3.7 8340 (iii) Υπολογίζουμε την ταχύτητα από την εξίσωση (4.-3), όπου γίνεται επίλυση της εξίσωσης (3.3-16) ως προς, δηλ. 1 gdh f 9.81m / s 0.300m.46m 9.03.77m / s f L 1450m και, τέλος, (iv) Υπολογίζουμε την παροχή Q από την εξίσωση (3.3-1) D 0.300m Q.77 m / s 0.193 m 3 /s 4 4