BJ REALNA TEKU ĆINA - unizg.hr€¦ · Moodyjev dijagram m UL D Bernoullijeva jednadžba izme đu...
Embed Size (px)
Transcript of BJ REALNA TEKU ĆINA - unizg.hr€¦ · Moodyjev dijagram m UL D Bernoullijeva jednadžba izme đu...
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
BJ REALNA TEKUĆINA
1. Potrebno je odrediti protok za sistem kao na slici te nacrtati piezometarsku i energetsku liniju.
Zadano je: L = 200 m; h1 = 5 m; D = 200 mm; ε = 0,5 mm;
λ = f(ε/D); pm = -20 kPa; ξKOLJ = 0,2; ξUL = 0,5; ρ = 1000 kg/m3
Napomena: izraz λ = f(ε/D) znači da Darcyev koeficijent trenja λ ovisi samo o relativnoj hrapavosti
cijevi ε/D, odnosno zadani režim tečenja u cijevima je potpuno turbulentni.
( ) ( )
1 2 1 2
2 21 1 1 1
1 1
2 2
0,50,0025 0,025
200
1 1 2 2
2 2
25
2 2
Moodyjev dijagram
mUL
D
Bernoullijeva jednadžba između presjeka uzvodnog i nizvodnog
E E E
p v p vz z h
g g g g
p v v L
g g g
−
= = → =
− −
= + ∆
+ + = + + + ∆
+ = + + ⋅
ελ
ρ ρ
ξ λρ
2 25 1
2
KOLJ
mUL KOLJ
D
p v L
g g D
+
+ = + ⋅ + +
ξ
ξ λ ξρ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
2
2
2 2
2
2
2
20 2 2005 0,5 0,025 0, 2 1
1 2 0, 2
5 2,04 51,719,62
1,06 /
1,060,054
2 2 9,81
0,054 0,5 0,0272
2000,054 0,025 1,35
2 0,2
0,054 0,2 0,0112
UL UL
LIN
KOLJ KOLJ
v
g g
v
v m s
vm
g
vh m
g
v Lh m
g D
vh m
g
ξ
λ
ξ
⋅ − = + ⋅ + + ⋅
− = ⋅
=
= = ⋅
∆ = ⋅ = ⋅ =
∆ = ⋅ = ⋅ ⋅ =
∆ = ⋅ = ⋅ =
( )
2 23
202,04
1
0,21,06 0,033 /
4 4
mph m sniženje do virtualnog vodnog licag g
DQ v A v m s
ρ
π π
′ = = = ⋅
= ⋅ = ⋅ = ⋅ =
Napomena: dimenzije u horizontalnom i vertikalnom smjeru nisu proporcionalne. E.L. i P.L. treba
što je više moguće crtati u mjerilu, ali do dovoljne razlučivosti pojedinih linija.
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 2. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti brzinu strujanja v iz rezervoara A u rezervoar B i nacrtati
energetsku i piezometarsku liniju. Označiti najnižu vrijednost potencijalne energije tlaka u sustavu. Zadano je: L1 = 150 m; L2 = 100m; h1 = 5 m; D = 250 mm;
ε = 0,5 mm; λ = f(ε/D); pm1 = 49,05 kPa; pm2 = 49,05 kPa; ξKOLJ = 0,2; ξUL = 0,5; ρ = 1000 kg/m
3
21 2 1 2
1 UL KOLJ
ε 0,50,002 λ 0,024
250
ξ ξ λ 1ρ ρ 2
49,055
1
m m
D
p p L Lvh
g g g D
g
= = → =
+ + = + + + ⋅ +
+⋅
49,05
1 g=
⋅
2 150 1000,5 0,2 0,024 1
2 0, 25
49,055
1
v
g
g
+ + + + ⋅ +
+⋅
49,05
1 g=
⋅( )
2
21 2
0,5 0,2 24 12
1,95 m/s
49,055,0
2 ρ ρ 1m m
v
g
v
p pvm h m
g g g g
+ + + +
=
′= 0,19 = = = = ⋅
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
3. Rezervoar R1 ima slobodno vodno lice, a rezervoar R2 nalazi se pod tlakom pm. Potrebno je odrediti protoke u cijevi 2 (Q2) i izlazni protok u cijevi 3 (Q3) te koeficijent lokalnog gubitka na spoju za cijev 3 ξ3 = f(v2). Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju za sve cijevi.
Zadano je: Q1 = 0,146 m
3/s; pm = 325 kPa; h1 = 25 m; h2 = 5 m; D1 = D3 = 200 mm; D2 = 100 mm; λ = 0,03 (za sve cijevi); L1 = 65 m; L2 = 14 m; L3 = 30 m; ξUL = 0,5; ξ1= 0,8; ξ2 = f(v1) = 0,72; ρ = 1000 kg/m
3
21 1
1 1 1 2 21
223 31 1
1 UL 1 21 3
223
2
4 4 0,1464,65 /
4 0,2
. . 1 3
ξ ξ ξ 12 2
4,65 65 3025 0,5 0,03 0,8 0,72 0,03 1
2 0,2 2 0,2
4,65 6525 0,5 0,03
2
D QQ v v m s
D
B J
v Lv Lh
g D g D
v
g g
g
π
π π
λ λ
⋅= → = = =
−
= + + + + +
= + ⋅ + + + ⋅ +
= + ⋅
( ) ( )
23
23
23
3
300,8 0,72 0,03 1
0,2 2 0,2
25 1.1 0,5 9,75 0,8 0,72 4,5 12
2,19 /2
v
g
v
g
vm v m s
g
+ + + ⋅ +
= + + + + +
= → = 6,55
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
1 2 3
22 231 2
1 2 3
2 2 22
22
2
223 32 2
2 UL 32 3
3
4 4 4
4,65 0, 2 0,1 0, 2
7,6 / 2,942
. . 2 3
ξ ξ 1ρ 2 2
325 145 2,94 0,5 0,03 ξ 2,19
1 0,1
m
Q Q Q
DD Dv v v
v
vv m s m
g
B J
p v Lv Lh
g g D g D
g
+ =
+ =
⋅ + ⋅ = 6,55⋅
= → =
−
− + = + + + +
− + = + ⋅ + + ⋅
ππ π
λ λ
3
3
300,03 1
0,2
28,13 13,82 2,94ξ 12,05
ξ 0,77
⋅ +
= + +
=
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 4. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti brzinu strujanja iz rezervoara A u rezervoar B i nacrtati
energetsku i piezometarsku liniju za sustav s pumpom. Zadano je : Hpumpa = 10 m; h1 = 5 m; L1 = 100 m; L2 = 150 m; pm = 49,05 kPa; ε = 0,5 mm; D = 250 mm; λ = f(ε/D); ξKOLJ = 0,2; ξUL = 0,5; ρ = 1000 kg/m
3
( )
21 2
1
2
2
0,50,002 0,024
250
12
5 10 5 0,5 9,6 0, 2 14, 4 12
0,39 2,76 /2
mpumpa UL KOLJ
D
p L Lvh H
g g D D
v
g
vm v m s
g
ελ
ξ λ ξ λρ
= = → =
+ = + + ⋅ + + ⋅ +
+ = + + + + +
= → =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 5. Potrebno je odrediti protok za sistem kao na slici te nacrtati piezometarsku i energetsku liniju. Smjer
strujanja fluida je iz komore A u komoru B. Zadano je : Hpumpa = 10 m; L = 200 m; ε = 0,5 mm;
D = 200 mm; λ = f(ε/D); p1,2 = 20 kPa; ξKOLJ = 0,2; ξUL = 0,5; ρ = 1000 kg/m
3
( )
2
2
2
23
0,50,0025 0,025
200
21
2
10 0,5 50 0, 2 12
0,193 1,95 /2
0,061 /4
pumpa UL KOLJ
D
v LH
g D
v
g
vm v m s
g
DQ v A v m s
ελ
ξ λ ξ
π
= = → =
= + ⋅ + +
= + + +
= → =
= ⋅ = ⋅ =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
6. Za sistem kao na slici potrebno je odrediti protoke Q2 i Q3. Nacrtati piezometarsku i energetsku liniju. Zadano je: Q1 = 0,2 m
3/s; pm1 = 39,25 kPa; D1 = 250 mm; D2 = 150 mm; D3 = 200 mm; L1 = 20 m; L2 = 10 m; L3 = 20 m; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; ξRAČ = f(v1) = 0,3; h2 = 40 m; h1 = 10 m; Hpumpa = 60 m; λ = 0,02; ρ = 1000 kg/m
3
Napomena: izraz ξRAČ = f(v1) znači da lokalni gubitak energije u račvi ovisi o kinetičkoj energiji u
cijevi 1 (uzvodnoj kinetičkoj energiji) i koeficijentu lokalnog gubitka na račvi ξRAČ .
2 21 1 1 2 2
1 2 2 21 1 2 2
222
2 2
. . 1 2
31
2 2
39, 25 0, 2 60 1060 10 40 0,5 0,02 0,3 0,3 0,02 1
9,81 2 9,81 0,049 0,25 2 9,81 0,0177 0,15
4 60 10 40 0,8
mpumpa UL KOLJ RAC
B J
p Q L Q LH h h
g gA D gA D
Q
−
+ = + + ξ + λ + ξ + ξ + λ +
ρ
+ = + + + ⋅ + + + + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
+ = + + ( ) ( )222
3 2 22 2
2
5 0,5 4,8 0,3 0,3 162,69 1,33 1
0,1540,154 / 8,7 / 3,86
0,0177 2
Q
Q vQ m s v m s m
A g
+ + + + +
= → = = = → =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
23 3 3
3 1 2 33
221 3 31 1
2 UL KOLJ RAC2 21 1 3
0,0460, 2 0,154 0,046 / 1, 46 / 0,11
0,0314 2
. . 1 3
ξ λ ξ ξ λρ ρ 2 2
m mpumpa
Jednadžba kontinuiteta
Q vQ Q Q m s v m s m
A g
B J
p p Q LQ LH h
g g gA D gA
= − = − = → = = = → =
−
+ = + + + + + +
( ) ( )
3
3
3
33
1
4 60 40 0,85 0,5 4,8 0,3 0,3 0,11 2 1ρ
18,65 183, 0ρ
m
mm
D
p
g
pm p kPa
g
+
+ = + + + + + + +
= → =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
7. Za sistem kao na slici potrebno je odrediti protok Q koji će se postići ako je zadana snaga pumpe
Npumpa = 500 kW uz koeficijent iskoristivosti pumpe η = 0,75 i ako je poznat koeficijent linijskih gubitaka (Darcyjev koeficijent trenja u cijevima ) λ = 0,025. Tlak u gornjem dijelu komore A koji je ispunjen zrakom iznosi pm = 500 kPa. Predviđen smjer kretanja vode je iz vodospreme A u vodospremu B. Promjer D je isti za sve cijevi u sustavu. Nacrtati piezometarsku i energetsku liniju. Zadano je: D = 200 mm; h1 = 30 m; h2 = 20 m; h3 = 200 m; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; L1 = 120 m; L2 = 200 m;
ρ = 1000 kg/m3
2 22
21 2
3 2
2
2
500 0,75 38, 23500
9,81
0,20,0314
4 43
2 12
500 38,23 120 3 200200 0,5 2 0,3 0,025
9,81 2 9,81 0,0314 0,
pumpapumpa pumpa
mp UL KOLJ
gQHN kW H
Q Q
DA m
p L LQH h
g gA D
Q
Q
ρ ⋅= = → = =
η ⋅
π π= = =
+ + = + ξ + ξ + λ +
ρ
+ ⋅+ = + + ⋅ + ⋅
⋅ ⋅
2
2
3
12
38,2350,97 200 5169, 42
38,235169, 42 149,03 0
...
0,1468 /
QQ
QQ
Iteracijski postupak
Q m s
+
+ = +
− + =
=
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 8. Za sistem kao na slici treba odrediti tlak u komori pm i snagu pumpe Npumpa da bi se ostvarilo
stacionarno tečenje kao na slici. Nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: H = 5 m; h = 6 m; ρ = 1000 kg/m3; ν = 1⋅10-6 m2/s;
D = 50 mm; d = 15 mm; ε = 0,5 mm; ηpumpa = 0,7; L1 = 30 m; L2 = 5 m; L3 = 10 m; ξUL = 0,5;
ξKOLJ = 0,2; ξSUŽ = f(vD) = 0,05; ρ = 1000 kg/m3
Napomena: H je visina koju doseže mlaz; ν je kinematski koeficijent viskoznosti vode i kad je zadan pretpostavlja se da u cijevima vlada prijelazni režim (između laminarnog i turbulentnog) tečenja.
2 23
2 2
46
2 2 9,81 5 9,9 /
0,0159,9 0,00175 /
4 44 4 0,00175
0,891 /0,05
0,891 0,05Re 4,5 10
1 10 λ 0,04ε 0,5
0,0150
d
d d d
DD
D
v gH m s
dQ v A v m s
Q Qv m s
A D
v D
D
−
= = ⋅ ⋅ =
π ⋅ π= ⋅ = ⋅ = ⋅ =
⋅= = = =
π ⋅π
⋅ ⋅ = = = ⋅ υ ⋅
== =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( )
21
UL KOLJ SUŽ
2
ξ 2ξ λ ξρ 2
0,891 305 0,5 2 0,2 0,04 0,05
ρ 2 0,05
5 0,04 0,5 2 0,2 24 0,05ρ
6,0 58,84ρ
m D
m
m
mm
p v LH
g g D
p
g g
p
g
pp kPa
g
= + + + +
= + + ⋅ + ⋅ +
= + + ⋅ + +
= → =
23 2 1
2
10 56 6 0,04 0,5 0,2 0,04 1
0,05
12,55
1 9,81 12,55 0,001750,308
0,7
m Dpumpa UL KOLJ
pumpa
pumpa
pumpapumpa
p L LvH h
g g D
H
H m
gH QN kW
+ = + + ξ + ξ + λ +
ρ
+ = + + + + ⋅ +
=
ρ ⋅ ⋅ ⋅= = =
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 9. Za cjevovod kao na slici treba odrediti protoke Q0, Q1 i Q2 te nacrtati piezometarsku i energetsku
liniju za sve cijevi. U cijevi 1 izmjerena je brzina v1 = 5,06 m/s, a na manometru (tlakomjeru) u točki A je izmjeren tlak od pA = 2 bar. U točki B je slobodno istjecanje u atmosferu. Lokalni gubitak energije (tlaka) na račvi je funkcija brzine uzvodno od račve.
Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; D0 = 300 mm; D1 = D2 = 200 mm; λ = 0,02 (za sve cijevi); L0 = L1 = L2 = 80 m; h1 = 3 m; h2 = 2 m; ξRAČ = 0,2
2 231
1 1
2 2 20 0 0 1 1
10 1
2 2 20 0
2 20 0
0
0,25,06 0,159 /
4 4
12 2 2
200 80 5,06 803 0,02 0, 2 0,02 1
9,81 2 9,81 2 9,81 0,3 2 9,81 0, 2
20,387 0,051 3 0, 282 11,745
4
ARAC
DQ v m s
v v Lp v Lh
g g g D g D
v v
v v
v
= = =
+ = + + + +
+ = + + + + ⋅ ⋅ ⋅
+ = + +
=
π π
λ ξ λρ
2 230
0 0
32 0 1
22 2 2
2
,94 /
0,34,94 0,349 /
4 4
0,349 0,159 /
4 46,05 /
0, 2
m s
DQ v m s
Q Q Q m s
Qv m s
D
= = =
= − = − = 0,19
⋅ 0,19 ⋅= = =
π π
π π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
2 2 20 0 0 2 1
20 1
2 2 2
:
12 2 2
200 4,94 4,94 80 6,05 802 0,02 0, 2 0,02 1
9,81 2 9,81 2 9,81 0,3 2 9,81 0, 2
21,63 21,67 !
ARAC
provjera
v v Lp v Lh
g g g D g D
zadovoljavajuće točno
+ = + + + +
+ = − + + + + ⋅ ⋅ ⋅
= ( )
λ ξ λρ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 10. Iz vodospreme istječe voda kroz vertikalnu cijev. Odredite izlaznu brzinu iz cjevovoda i tlak u
točkama A, B i C te nacrtajte energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; pm = 19,62 kPa; λ = 0,025 (za sve cijevi);
D1 = 200 mm; D2 = 150 mm; ξUL = 0,5; ξSUŽ = 0,3 = f(v2); L0 = 5 m; L1 = 5 m; L2 = 3 m
( )
( ) ( )( )
( )
1 1 2 2
2 22
1 2 2 22 21
2 22 2 1 1
2 1 02 1
2222
2 22 2
2
0,150,563
0, 2
12 2
0,5633 5 5 2 0,5 0,3 1 0,5 0,625
2 2
15 0,0917 0,0182
11,68 /
mULSUŽ
v A v A
Dv v v v
D
p v L v LL L L
g g D g D
vv
g g
v v
v m s
⋅ = ⋅
= ⋅ = ⋅ =
+ + + = + + + +
+ + + = + + + +
= +
= →
λ ξ ξ λρ
22
21
1 2
6,962
0,563 6,58 / 2,22
vm
g
vv v m s m
g
=
= = → =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
22
2 2Cp vLg g
+ +ρ
22
2
v
g=
22 2
2
2
2
0,48 4,71C C
L v
D g
pm p kPa
g
L
+ ⋅ ⋅
= → =
λ
ρ
21
22Bp v Lg g
+ + =ρ
2 22 2
2
2 2
7,33 71,89
CSUŽ
BB
p v v
g g g
pm p kPa
g
L
+ + + ⋅
= → =
ξρ
ρ
21
1 2Ap vLg g
+ + +ρ 2
L=21
2Bp v
g g+ +
ρ
21 1
12
3,71 36,35A A
v L
g D
pm p kPa
g
+ ⋅
= → =
λ
ρ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 11. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti protoke Q1, Q2 i razliku vodnih lica h2 između komore 2
i komore 1, odnosno 0. Nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: Q0 = 0,2 m
3/s; Hpumpa = 35 m; pm = 98,1 kPa; L0 = 200 m; L1 = 200 m; L2 = 300 m; D = 250 mm; ε = 0,5 mm; λ = f(ε/D); ξRAČ1 = f (v1) = 0,3; ξRAČ 2 = f (v2) = 0,4; ξUL = 0,5; h1 = 4 m; ρ = 1000 kg/m
3
22
2 20 0 1 1
12 2
221
2 2
0,0494
0,50,002 0,024
250
12 2
98,1 0, 2 200 20035 0,5 0,024 0,3 0,024
1 2 0,049 0,25 2 0,049 0,25
mpumpa UL RAČ
DA m
D
p Q L Q LH
g gA D gA D
Q
g g g
= =
= = → =
= + + + + +
= + + ⋅ + + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
π
ελ
ξ λ ξ λρ
21
23 1
1 1
2 0 1
32 2
1
35 10 16,73 435,17
0,1380,138 / 2,82 / 0, 4
0,049 2
0,2 0,138
0,0620,062 / 1, 27 /
0,049
Q
vQ m s v m s m
g
Q Q Q
Q m s v m s
+
= + +
= → = = → =
= − = −
= → = = 22 0,08
2
vm
g→ =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( ) ( )
2 20 0 2 2
2 UL RAČ2
2
2
ξ λ λ 12 2
35 0,85 0,5 19,2 0,08 0,4 28,8 1
15,84
pumpa
v L v LH h
g D g D
h
h m
= + + + + +
= + + + + +
=
ξ
Napomena: Iz skice piezometarske linije se vidi da dolazi do podtlaka (negativnog tlaka) na dijelu cjevovoda ispred pumpe. Takva situacija se ne dozvoljava u hidrotehničkoj praksi.
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 12. Za stacionarno strujanje u cjevovodu prema slici potrebno je odrediti protoke Q1 i Q2, snagu pumpe
Npumpa i nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: Q0 = 0,04 m
3/s; pm = -29,43 kPa; ηpumpa = 0,7; ν = 1⋅10-6 m2/s
d = 50 mm; D = 200 mm; ε = 0,2 mm; λ = f (Re, ε/D) L = 100 m; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3;
ρ = 1000 kg/m3; h1 = 5 m; h2 = 10 m;
1
2 23
1 1
32 0 1
22 2 2
2 2 22
2
29, 432 2 5 6,26 /
1
0,056, 26 0,012 /
4 4
0,04 0,012 0,028 /
4 0,028 40,89 / 0,04
0, 2 2
0,20,001 Re
200
mpv g h g m sg g
dQ v m s
Q Q Q m s
Q Q vv m s m
A D g
v D
D
= + = − =
⋅
= = ⋅ =
= − = − =
⋅= = = = → =
⋅
⋅= = = =
ρ
π π
π π
ε
υ
( )
56
22
2
2
0,89 0, 21,78 10 0,022
1 10
21
2
3 10 0,04 0,5 0,3 22 1
13,95
1 9,81 0,028 13,955,47
0,7
mpumpa UL KOLJ
pumpa
pumpa
pumpapumpa
pumpa
p v LH h
g g D
H
H m
gQ HN kW
−
⋅= ⋅ → =
⋅
+ = + + + +
− + = + + + +
=
⋅ ⋅ ⋅= = =
λ
ξ ξ λρ
ρ
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 13. Za stacionarno strujanje u cjevovodu prema slici potrebno je odrediti protoke Q0 , Q1 i koeficijent
lokalnog gubitka ξRAČ 1 = f (v1) . Nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: Hpumpa = 15 m; pm = 19,62 kPa; h1 = 2 m;
h2 = 6 m; L0 = 200 m; L1 = 200 m; L2 = 300 m; d = 50 mm; D = 250 mm ; ξUL = 0,5; ξRAČ2 = f (v2) = 0,4; λ = 0,025; ρ = 1000 kg/m3
23
2 1
22 2
2 2
2 20 0 2 2
1 2 UL RAČ2
20
0,052 2 2 0,012 m /s
4
40, 24 / 0,003
2
ξ λ ξ λ 1ρ 2 2
200 3002 15 2 6 0,5 0,025 0,003 0,4 0,025
2 0, 25 0
d
mpumpe
Q g h A g
Q vv m s m
D g
p v L v LH h h
g g D g D
v
g
= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =
= = → =
+ = + + + + + +
+ = + + + ⋅ + + ⋅
π
π
( ) ( )20
230
0 0
1 0 2
31 1
1,25
17 8 0,5 20 0,003 0,4 30 12
2,92 / /2
0,143 0,012
0,131 m /s 2,67 /
v
g
vm v m s Q m s
g
Q Q Q
Q v m s
+
= + + + + +
= 0,43 → = → = 0,143
= − = −
= → = 21
2
vm
g → = 0,36
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( ) ( )
2 20 0 1 1
1 UL RAČ1
RAČ1
RAČ1
RAČ1
ξ λ ξ λ 1ρ 2 2
19 0, 43 0,5 20 0,36 ξ 20 1
19 8,82 0,36ξ 7,56
ξ 7,28
mpumpa
p v L v Lh H
g g D g D
+ + = + ⋅ + + ⋅ +
= + + + +
= + +
=
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 14. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti protoke Q1 ,Q2 ,Q3, Q4 i kotu osi donje horizontalne
cijevi (cijev 4) koja izlazi iz komore C kako bi razina vode u komori C bila konstantna. Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju za sve cijevi. Zadano je: pm = 147,15 kPa; L = 200 m (sve cijevi); ρ = 1000 kg/m
3; D = 250 mm (sve cijevi); λ = 0,025 (sve cijevi); ξUL = 0,5
22
21
2
31
22
2
32
31 2
23
2
33
34 1 2 3
24
2
0,054
10 12
0,151 /
10 12
0,107 /
0, 257 /
7 12
0,126 /
( ) 0,257 0,126 0,131 /
2
UL
mUL
UL
UL
DA m
Q L
gA D
Q m s
p Q L
g gA D
Q m s
Q Q m s
Q L
gA D
Q m s
Q Q Q Q m s
Q Lx
gA D
= =
= + ⋅ +
=
− + = + ⋅ +
=
+ =
= + ⋅ +
=
= + − = − =
= + ⋅ +
π
ξ λ
ξ λρ
ξ λ
ξ λ 1
7,52 - 7,52x m kota osi cijevi je na m
= → 4
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 15. Za stacionarno strujanje u cjevovodu prema slici potrebno je odrediti ukupni protok Q iz komore A u
komoru B ako je predtlak u komori B pm = 49,05 kPa. Nacrtati energetsku i piezometarsku liniju za cijeli sustav. Zadano je: L = 100 m (sve cijevi); D = 200 mm (sve cijevi); h1 = 2 m;
h2 = 5 m; λ = 0,02 (sve cijevi); ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,2; Npumpa = 23,5 kW; ηpumpa = 0,7;
ρ = 1000 kg/m3
1 2
2
1 2 2
2
1 2 2
2
2
2
3
21
2
21
2
23,5 0,7 2002 5 5 0,5 0, 2 0,02 1
1 9,81 2 9,81 0,0314 0, 2
1,6771121,76 8 0
1121,76
mpumpa UL KOLJ
pumpa mUL KOLJ
Q Q Q
p Q Lh H h
g gA D
N p Q Lh h
gQ g gA D
Q
Q
QQ
Q
= =
+ = + + + + +
⋅ + = + + + + +
⋅ + = + + + + ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
− + =
+
ξ ξ λρ
ηξ ξ λ
ρ ρ
( )3
8 1,677 0
1,677 1121,76
8
Q
QQ implicitna jednadžba potrebno rješiti iteracijskim postupkom
− =
−=
Q pretp (desna strana) Q dobiv (lijeva strana) 1
0,1 0,05 0,09
0,095 0,094
-140,01 0,07 0,19 0,11
0,089 0,093
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
3
3
2 2 2
2 2
0,094 /
2 2 0,094 0,188 /
0,0940,46
2 2 2 9,81 0,0314
23,5 0,717,84
1 9,81 0,094
UK
pumpapumpa
Q m s prihvaćeno rješenje sa zadovoljavajućom točnošću
Q Q m s
v Qm
g gA
NH m
gQ
=
= = ⋅ =
= = = ⋅ ⋅
⋅ ⋅= = =
⋅ ⋅
η
ρ
Napomena: energetska i piezometarska linija su identične za obje cijevi. Razlika je u odnosima vrijednosti potencijalne energije položaja i tlaka u gornjoj i donjoj cijevi. Na crtežu se vidi da vrijednosti tlakova pT1 i pT2 imaju negativne vrijednosti (P.L. se nalazi ispod G.L.).
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 16. Za stacionarno strujanje u cjevovodu prema slici potrebno je odrediti protok Q0, Q2 i promjer
cjevovoda D2 . Nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; pm = -39,24 kPa; Q1 = 0,1 m
3/s; h = 8 m;
L0 = 5 m; L1 = 100 m; L2 = 200 m; D0 = D1 = 300 mm; λ = 0,02; ξUL = 0,5; ξRAC = f(v0) = 0,5
2 220
0
0 1
21 1
11
2 20 0 1 1
0 1
20
0,30,0707
4 4
0,11,41 / 0,1
0,0707 2
12 2
39, 24 5 1008 0,5 0,02 0,5 0,1 0,02 1
2 0,3 0,3
mUL RAC
DA m
A A
Q vv m s m
A g
p v L v Lh
g g D g D
v
g g
= = =
=
= = = → =
+ = + + + +
− + = + ⋅ + + ⋅ +
π π
ξ λ ξ λρ
ρ
( ) ( )20
230
0 0 0 0
2 0 1
3 22 2 2
2 2
8 4 0,5 0,33 0,5 0,1 6,67 12
2,43 6,9 / 0,488 /2
0, 488 0,1
4 0,388 0, 490,388 /
v
g
vm v m s Q v A m s
g
Q Q Q
QQ m s v
A D
− = + + + +
= → = → = ⋅ =
= − = −
⋅= → = = =
π 2222
22 42 2
4
0,494 1 0,012
2 2
D
v
g D g D
= ⋅ =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( )
2 20 0 2 2
0 2
42 2
42 2
44
2 22 2
12 2
0,012 2008 4 2,43 0,5 0,33 0,5 0,02 1
0,012 40,768 1
4 40,0156 1 0,0156 1
mUL RAC
p v L v Lh
g g D g D
D D
D D
D DD D
+ = + + + +
− = + + + +
= +
= + → = +
ξ λ ξ λρ
D2 pretp (desna strana) D2 dobiv (lijeva strana)
1 0,8 0,6
0,59
0,528 0,553 0,588 0,590
2: 590Odabrano D mm =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 17. Za stacionarno strujanje u cjevovodu prema slici potrebno je odrediti protoke Q1, Q2 i snagu pumpe
Npumpa te nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: h1 = h2 = 2 m; ρ = 1000 kg/m
3; d = 70 mm; D1 = 300 mm; D2 = 200 mm; L1 = 300 m; L2 = 200 m; ε1 = 0,3 mm; ε2 = 0,2 mm; ξUL = 0,5; λ1 = f (ε1 /D1); λ2 = f (ε2 /D2); pm = 49,05 kPa; ηpumpa = 0,7
2 3 2
2 211 2
1 21 2
1 2
21 1
UL 11
21
21
1 1 1 1
0,3 0,20,071 m 0,031 m
4 4 40,3 0, 2
0,001 0,001 λ λ 0,02300 200
ξ λ 1ρ 2
3005 0,5 0,02 1
2 0,3
0,23 2,14 / 2,14 0,02
m
DA A
D D
p v L
g g D
v
g
vm v m s Q v A
g
= = = = =
= = = = = =
= + +
= + ⋅ +
= → = → = ⋅ = ⋅
π π π
ε ε
3
2 23
0 1
32 1 0
22 2
22
71 0,152 /
0,072 2 2 0,024 m /s
4 4
0,152 0,024 0,128 m /s
0,1284,13 / 0,87
0,031 2
m s
dQ g h g
Q Q Q
Q vv m s m
A g
=
= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ =
= − = − =
= = = → =
π π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
22 2
2 22
2
12
2002 0,87 0,5 0,02 1
0, 2
20,71
1 9,81 0,128 20,7137,15
0,7
pumpa UL
pumpa
pumpa
pumpapumpa
v LH h
g D
H
H m
gQ HN kW
= + + +
= + + ⋅ +
=
⋅ ⋅ ⋅= = =
ξ λ
ρ
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 18. Za sistem prikazan na slici izračunati protoke Q1 i Q2 te promjer d pod uvjetom da je Q1 = 4Q2. Pri
tome odrediti visinu vode h2 u Pitot-ovoj cijevi postavljenoj u osi cjevovoda na polovini njezine dužine. Nacrtati E.L. i P.L. Zadano je: h1 = 2 m; D = 120 mm; CC (koef. kontrakcije pri istjecanju) = 0,7; ξUL = 0,5; L = 12 m; λ = 0,025; ρ = 1000 kg/m3
22
1
22
22
2
2 23
2 2 2 2
31 2
1 1
1 1 1 1
21
2
2 122 0,5 0,025 1
2 0,12
0,308 2,46 /2
0,122, 46 0,028 /
4 4
4 0,112 /
2 2 2 2 2 8,86 /
UL
C
v Lh
g D
v
g
vm v m s
g
DQ v A v m s
Q Q m s
v g h g m s
Q v A C v
= + +
⋅ = + ⋅ +
= → =
= ⋅ = ⋅ = ⋅ =
= ⋅ =
= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ =
= ⋅ ⋅ =
ξ λ
π π
21
1
22
2 1
4 0,112 40.152
4 8,86 0,7
122 0,308 0,5 0,025 1,08
2 0,12
CC
UL
QdC d m
v C
v Lh h m
g D
⋅ ⋅⋅ ⋅ → = = =
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= − + = − + ⋅ =
π
π π
ξ λ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 19. Za sistem kao na slici potrebno je odrediti tlak pm i protoke Q1 i Q2. Lokalni gubitci energije vezeni su
za nizvodnu brzinu. Nacrtajte energetsku i piezometarsku liniju. Voda slobodno istječe u atmosferu. Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; h1 = 8 m; h2 = 6 m;
Q = 50 l/s; λ = λ1 = 0,025; λ2 = 0,03; D = 100 mm; D1 = 100 mm; D2 = 80 mm; ξUL= 0,5; ξRAČ 1 = 0,7; ξRAČ 2 = 0,8; L = 3 m; L1 = 10 m; L2 = 6 m
2
2 2
1 2
2 21 1
1 1 11
21
21
4 4 0,056,37 / 2,07
0,1 2
12 2
10 38 0,5 0,025 2,07 0,7 0,025 1
2 0,1 0,1
0,9762
UL RAČ
Q vQ v A v m s m
D g
Q Q Q
v L v Lh
g D g D
v
g
v
g
⋅= ⋅ → = = = → =
+ =
= + + + +
= + ⋅ + + ⋅ +
=
π π
ξ λ ξ λ
231
1 1 1
32 1
22 2
2 2 22
4,38 / 0,034 /4
0,05 0,034 0,016 /
4 4 0,0163,18 / 0,52
0,08 2
Dm v m s Q v m s
Q Q Q m s
Q vv m s m
D g
→ = → = ⋅ =
= − = − =
⋅= = = → =
π
π π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
2 22 2
2 2 22
( ) ( 1)2 2
6 36 0,52 0,5 0,03 2,07 0,8 0,025 1
0,08 0,1
0,71 6,95
mUL RAČ
m
mm
p v L v Lh
g g D g D
p
g
pm p kPa
g
+ = + + + +
+ = + ⋅ + + ⋅ +
= → =
ξ λ ξ λρ
ρ
ρ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 20. Odredi brzine v1 i v2 koje se formiraju za slučaj strujanja kroz cjevovod kao na slici. Potrebno je
nacrtati E.L i P.L. Zadano je: D1 = 0,1 m; D2 = 0,2 m; pm = 19,62 kPa;
h1 = 10 m; h2 = 12 m; Hpumpa = 2 m; L1 = 5 m; L2 = 7 m; ρ = 1000 kg/m
3; λ1 = 0,015; λ2 = 0,02; ξUL = 0,5
( )
1 1 2 2
2 21 1
2 1 1 1 12 22 2
2 21 1 2 2
1 2 1 21 2
2 21 1
2 21 1
0,10, 25
0, 2
12 2
0,06255 710 2 2 12 0,5 0,015 0,02 1
2 0,1 2 0,2
0,06252 0,5 0,75
2 2
mpumpa UL
v A v A
A Dv v v v v
A D
p v L v Lh H h
g g D g D
v v
g g
v v
g g
⋅ = ⋅
= ⋅ = ⋅ = ⋅ =
+ + = + + + +
+ + = + + ⋅ + ⋅ +
= + +
ξ λ λρ
( )
( ) ( )2 21 1
21
1
22
2
0,7 1
0,06252 0,5 0,75 0,7 1
2 2
1, 47 5,38 /2
0,25 5,38 1,34 / 0,092
v v
g g
vm v m s
g
vv m s m
g
+
= + + +
= → =
= ⋅ = → =
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
21. Odredi potrebnu snagu pumpe Npumpa koja će omogućiti istjecanje kroz sapnicu vd = 20 m/s. Potrebno
je nacrtati E.L. i P.L. Zadano je: D = 80 mm; d = 30 mm; ε = 0,0003 m;
L1 = 20 m; L2 = 10 m; v = 1⋅10-6 m2/s;
ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,2; ξSAP = f(vD) = 0,3; η = 0,7; h1 = 3 m; ρ = 1000 kg/m
3
2 2
3
2 2
56
2 21 2
1
0,0320 0,014 /
4 44 4 0,014
2,81 /0,08
0,30,0038
80 0,0292,81 0,08
Re 2, 2 101 10
2 2
d
D
DD
d Dpumpa ul kolj sap
pumpa
dQ v m s
Qv m s
D
Dv D
v v L LH h
g g D
H
−
= ⋅ = ⋅ =
⋅= = =
= =
=⋅ ⋅ = = = ⋅
⋅
+ = + + + + +
=
π π
π π
ε
λ
υ
ξ λ ξ ξ
( )
2 220 2,81 20 103 0,5 0,029 0,2 0,3
2 2 0,08
0,5 10,88 0, 2 0,3
28,5
ρ 1 9,81 28,5 0,0145,19 W
0,7
pumpa
pumpa
pumpapumpa
g g
H
H m
gH QN k
+ + + + + +
= 3+ 20,39 + 0, 43 + + +
=
⋅ ⋅ ⋅ ⋅= = =
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 22. Protok vode iz spremnika A u spremnik B iznosi Q = 170 l/s. Odredi promjer horizontalnog dijela
cjevovoda D. Treba nacrtati energetsku i piezometarsku liniju za zadani sistem. Zadano je: L1 = 65 m; L2 = 35 m; h1= 35 m; h2 = 19 m; d = 150 mm; v = 1⋅10-6 m2/s; ε = 0,046 mm; ξUL = 0,4; ξKOLJ+SUŽ = f(vd) = 0,9; ρ = 1000 kg/m
3
2
2 2
66
221 2
1 2
2
4 4 0,179,62 / 4,72
0,15 2
0,046 9,62 0,150,0003 Re 1, 4 10 0,016
150 1 10
12 2
35 192
dd d D D d
dd d
dDUL D KOLJ SUZ d
D
vQQ v A v A v m s m
d g
v d
d
vv L Lh h
g D g d
v
−
+
⋅= ⋅ = ⋅ = = = =
⋅ ⋅= = = = = ⋅ =
⋅
+ = + + + +
+ =
π π
ελ
υ
ξ λ ξ λ
( )
2
650, 4 4,72 0,9 3,73 1
6527, 41 0,4
19,62
:
D
DD
g D
v
D
iteracijski postupak
+ + + +
= +
λ
λ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
: 157Odabrano D mm =
D 24
πDQ
vD
= Re DDv D⋅
=υ
D
ε Dλ
0,5 0,866 4,3⋅105 0,00009 0,0145 27,41 ≠ 0,09
0,2 5,411 1,1⋅106 0,00023 0,0150 27,41 ≠ 7,87
0,157 8,781 1,4⋅106 0,00029 0,0155 27,41 ≈ 26,79
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 23. Odredite razine vode u rezervoarima h1 i h2 te nacrtajte energetsku i piezometarsku liniju za
stacionarno strujanje. Zadano je : Q = 0,15 m3/s; ξUL = 0,5; L1 = 20 m; L2 = 10 m;
D1 = 200 mm; D2 = 150 mm; λ1 = 0,03; λ2 = 0,034;
ρ = 1000 kg/m3
1 1 2 2
21
1 2 21 1
22
2 2 22 2
22 2
2 22
4 4 0,154,77 / 1,16
0,2 2
4 4 0,158,49 / 3,67
0,15 2
10( 1) 3,67(0,5 0,034 1) 13,82
2 0,15UL
Q v A v A
vQ Qv m s m
A D g
vQ Qv m s m
A D g
v Lh m
g D
= =
⋅ ⋅= = = = → =
⋅ ⋅
⋅ ⋅= = = = → =
⋅ ⋅
= + + = + ⋅ + =
π π
π π
ξ λ
21 1
1 2 11
201 13,82 1,16 0,5 0,03 1 19,04
2 0,2ULv L
h h mg D
= + + + = + + ⋅ + =
ξ λ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 24. Zadan je sistem s visinama h1 = 3,5 m, h2 = 2,5 m, h3 = 5 m i h4 = 1 m te horizontalnim dužinama
L1 = 600 m, L2 = 620 m i L3 = 4 m. Promjeri cjevovoda su D1 = 200 mm i D2 = 300 mm, a koeficijenti lokalnih gubitaka iznose ξKOŠ = 0,1, ξKOLJ 1 = 0,15 , ξKOLJ 2 = 0,12 i ξUL = 0,5. Koeficijent iskoristivosti pumpe je η = 0,75. Potrebno je izračunati protok u sistemu ako je problem stacionaran te snagu pumpe koja će omogućiti tu stacionarnost. Tlak u komori je pm = 9,81 kPa, a koeficijent trenja je jednak za sve dijelove sistema i iznosi λ = 0,012. Nacrtati piezometarsku i energetsku liniju za dovodni i odvodni cjevovod. Gustoća vode iznosi ρ = 1000 kg/m3.
( )
21 1
31
21
21
1
2 231
1
22
2 2 22
1
12
5 1 0,5 36 12
0,16 1,77 /2
0,21,77 0,056 /
4 4
4 4 0,0560,79 / 0,03
0,3 2
mul
pumpa
p v Lh
g g D
v
g
vm v m s
g
DQ v m s
vQv m s m
D g
H h
+ = + +
+ = + +
= → =
= ⋅ = ⋅ =
⋅= = = → =
= +
ξ λρ
π π
π π2
32 22 2 1
2 2
2 12
4 6203,5 2,5 1 0,03 0,1 0,012 0,12 2 0,15 0,012 1
0,3 0,3
7,79
1 9,81 0,056 7,795,71
0,75
mKOLJ KOLJKOŠ
pumpa
pumpa
pumpapumpa
p Lv Lh
g g D D
H
H m
gQHN kW
+ + + + + + +
= + + + + ⋅ + + ⋅ + ⋅ +
=
⋅ ⋅ ⋅= = =
ξ λ ξ ξ λρ
ρ
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 25. Za sistem na slici treba proračunati snagu pumpe i nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zbog
kvalitetnog oblikovanja sapnice ne dolazi do kontrakcije mlaza na izlazu, odnosno koeficijent kontrakcije mlaza ima vrijednost CC = 1. Zadano je: vd = 30 m/s; υ = 1⋅10
-6 m2/s; L1 = 10 m; L2 = 5 m; D1 = 100 mm; D2 = 60 mm; d = 25 mm; h = 2 m;
ξUL = 0,7; ξKOLJ = 0,15; ξSUŽ = f(v2)=0,2; ε = 0,2 mm;
η = 0,8; ρ = 1000 kg/m3
2 2
3
21
1 2 21 1
22
2 2 22 2
1
0,02530 0,0147 /
4 4
4 4 0,01471,875 / 0,18
0,1 2
4 4 0,01475,199 / 1,38
0,06 2
0, 2
100
d d d
dQ v A v m s
vQ Qv m s m
A D g
vQ Qv m s m
A D g
D
= ⋅ = ⋅ = ⋅ =
⋅ ⋅= = = = → =
⋅ ⋅
⋅ ⋅= = = = → =
⋅ ⋅
= =
π π
π π
π π
ε
1
51 11 6
22
52 22 6
2 2 21 1 2 2
1 21 2
0,002
0,0251,875 0,1
Re 1,9 101 10
0,20,0033
600,028
5,199 0,06Re 3,1 10
1 10
2 2 2
2 45,87 0,
dpumpa UL KOLJ SUŽ
pumpa
v D
D
v D
v v L v LH h
g g D g D
H
−
−
=⋅ = = = ⋅
⋅
= =
=⋅ = = = ⋅
⋅
= + + + + + +
= + +
λ
υ
ε
λ
υ
ξ ξ λ ξ λ
( ) ( )18 0,7 0,15 2,5 1,38 0, 2 2,33
51,96
1 9,81 51,96 0,01479,37
0,8
pumpa
pumpapumpa
H m
gH QN kW
+ + + +
=
⋅ ⋅ ⋅= = =
ρ
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 26. Za cjevovod prema slici i za stacionarne uvjete strujanja i razina potrebno je odrediti protoke Q0, Q1,
Q2 i koeficijent iskoristivosti pumpe ηp. Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; D1 = 150 mm; D2 = 200 mm; ε = 0,5 mm;
L1 = 100 m; L2 = 200 m; h1 = 5 m; h2 = 10 m; λ = f(ε/D); ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; Hpumpe = 20 m;
Npumpe = 10 kW
( )
22
22 2
2 22
22
2 232 2
2 2 2
1
0,50,0025 0,025
200
2 12
10 0,5 2 0,3 25 12
0,37 2,69 / 0,0845 /2 4
0,50,
150
UL KOLJ
D
v Lh
g D
v
g
v Dm v m s Q v m s
g
D
= = → =
= + ⋅ + +
= + ⋅ + +
= → = → = ⋅ =
= =
ελ
ξ ξ λ
π
ε
( )
2
21 1
1 2 11
21
2 231 1
1 1 1
0033 0,027
3 12
20 5 10 3 0,3 18 12
0,25 2,22 / 0,0392 /2 4
pumpa KOLJ
v LH h h
g D
v
g
v Dm v m s Q v m s
g
→ =
= + + ⋅ + +
= + + ⋅ + +
= → = → = ⋅ =
λ
ξ λ
π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
32 1
1 1
0,0845 0,0392 0,0453 m /s
1 9,81 20 0,03920,77
10
o
pumpa pumpapumpa
pumpa
Q Q Q
g H Q g H QN
N
= − = − =
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅= → = = =
ρ ρη
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 27. Odredi međusobni odnos protoka Q2 i Q3 za cjevovod sa slike i nacrtaj energetsku i piezometarsku
liniju.
Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; L1 = L2 = 100 m; λ = 0,02; D1 = 0,2 m; D2 = 0,3 m; D3 = 0,1 m; ξUL = 0,5; ξRAČ = f (vnizvodno) = 0,3; ξSUŽ = f (vnizvodno) = 0,6
( )( )
1 2 3
22 231 2
1 2 3
2 21 1 2 2
1 2
2 222 31 1 2
1 2
4 4 4. . 1 2
12 2
. . 1 3
12 2 2
UL RAČ
UL RAČ SUŽ
Q Q Q
DD Dv v v
B J
v L v LH
g D g D
B J
v vv L LH
g D g D g
Napomena : protoci u lijevoj i desn
= +
⋅⋅ ⋅⋅ = ⋅ + ⋅
−
= + ⋅ + + ⋅ +
−
′ = + ⋅ + + ⋅ + +
ππ π
ξ λ ξ λ
ξ λ ξ λ ξ
oj horizontalnoj cijevi nisu isti.
Iz toga slijedi da ni brzine u tim cijevima nisu iste.
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( ) ( )
( ) ( )
2 3
2 223 32
2 3 2 3 322
22 22 22 3 3
2 2
2 2 22 3 3
0,1114 4
. . :
1 0,111 1
0,3 6,67 1 0,0123 0,3 6,67
RAČ RAČ SUŽ
Q Q
D DDv v v v v
D
Izjednačavanjem dviju B J se dobije izraz
L Lv v v
D D
v v v
′ =
′ ′⋅ = ⋅ → = ⋅ =
+ ⋅ + = + ⋅ + +
+ + = + +
ππ
ξ λ ξ λ ξ
( )2 22 3 2 3
2232 2 2
2 23 3 3 3
2 3
0,6 1
7,97 1,686 0, 46
0, 46 0,34,14
0,1
4,14
v v v v
vQ v D
Q v D v
Q Q
+
= → =
⋅⋅= = =
⋅ ⋅
= ⋅
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 28. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti protok QV0 u cijevi L2 ukoliko je ventil potpuno otvoren
(ξVENT = 0), i protok QV15 ukoliko je ventil djelomično zatvoren i predstavlja koeficijent gubitka od ξVENT = 15. Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju za slučaj sa otvorenim zatvaračem. Tečenje se odvija turbulentno hrapavim režimom.
Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; ε = 0,2 mm; Di (sve cijevi) = 200 mm;
Hpumpa1 = 15 m; Hpumpa2 = 10 m; pm = 19,62 kPa; h1 =12 m; h2 = 14 m; L2 (P1-P2) = 1000 m; L1 = L3 = L4 = L5 = L6 = L7 =5m; ξKOLJ = 0,2; ξRAČ = 0,3 = f(v4,5-nizvodna brzina); ξUSIS = 0
1 2
0, 20,001 0,02
200
.
mph hg
DNakon račvanja protok se dijeli na dva jednaka dijela zbog istih karakteristika
cijevi i rubnih uvjeta nizvodno od račve Budući da se promjeri cijevi i
+ =
= = → =
ρ
ελ
2 21 2 3 5 7
1 2 2
2 2
,
.
( / 2)2 1
2 2
5 1000 5 1 5 515 10 14 2 0,2 0,02 0,3 0, 2 0,02 1
2 0,2 4 2 0, 2
P P KOLJ KOLJRAČ
sti brzina
nakon račvanja se također prepolovljava
L L L L Lv vH H h
g D g D
v v
g g
+ + + + = + + ⋅ + + + ⋅ +
+ + + + = + ⋅ + ⋅ + ⋅ + + ⋅ +
ξ λ ξ ξ λ
( )
( )
2
23
1 2 3
34 5 6 7
0,108 1, 45 /2
0,046 / ,4
/ 2 0,023 / , ,
vm v m s
g
DQ v m s u cijevima L L i L
Q m s u cijevima L L L i L
= → =
= ⋅ =
=
π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
2 21 2 3 5 7
1 2 2
2 2
2
( / 2)2 1
2 2
5 1000 5 1 5 515 10 14 2 0,2 15 0,02 0,3 0,2 0,02 1
2 0,2 4 2 0,2
0,094 1,36 /2
P P KOLJ VENT KOLJRAČ
L L L L Lv vH H h
g D g D
v v
g g
vm v m s
g
Q
+ + + + = + + + ⋅ + + + ⋅ +
+ + + + = + ⋅ + + ⋅ + ⋅ + + ⋅ +
= → =
=
ξ ξ λ ξ ξ λ
( )
( )
23
1 2 3
34 5 6 7
0,043 / ,4
/ 2 0,021 / , ,
Dv m s u cijevima L L i L
Q m s u cijevima L L L i L
⋅ =
=
π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
29. Za cjevovod prema slici potrebno je postaviti jednadžbe za računanje protoka kroz cjevovod.
Potrebno je kvalitativno nacrtati i energetsku i piezometarsku liniju. Tečenje se odvija turbulentno hrapavim režimom.
Zadano je: Di (sve cijevi) = 200 mm; ε = 0,2 mm; ρ = 1000 kg/m
3;
ξKOLJ = 0,4; ξRAČ = 0,3 = f(vnizvodna brzina); ξUL = 0,5; L1 = L2 = L3 = 10 m; L4 = L5 = L6 = L7 = 5; pm = 196,2 kPa; h1 =10 m; h2 = 5 m
( )
1
1 2 3
4 6 5 7
3 4 5
22
2
/ 2
1
0, 20,001 0,02
200
0,03144
mphg
Q Q Q
Q Q Q Q
Q Q Q
D
DA m
=
= =
= =
= +
= = → =
= =
ρ
ελ
π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( )
( ) ( ) ( )
( )
2 2 23 3 3 4 61 4
1 2 2 2 2
2 2 23 3 4
2 23 4
31 2
/ 21
2 2 2
5 12,92 0,5 1 51,69 0,3 1 51,69 0,3 0,4 1 1
5 86,58 139,56 2
/
UL KOLJRAČ RAČ
Q Q L L LL Qh h
gA D gA D gA D
Q Q Q
Q Q
Qh h
+ − = + ⋅ + + ⋅ + + + ⋅ +
= ⋅ ⋅ + + ⋅ ⋅ + + ⋅ ⋅ + + +
= ⋅ + ⋅
+ =
ξ λ ξ λ ξ ξ λ
( )
( )
2 2 23 3 5 5 72
2 2 2
2 23 5
21
2 2 2
15 86,58 139,56 3
3
UL KOLJRAČ RAČ
Q L Q L LL
gA D gA D gA D
Q Q
Za dobivanje rezultata potrebno je riješiti gore navedeni sustav jedna
+ + ⋅ + + ⋅ + + + ⋅ +
= ⋅ + ⋅
ξ λ ξ λ ξ ξ λ
3džbe s nepoznanice
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 30. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti visinu dizanja pumpe Hpumpa kojom će se omogućiti isti
protok u lijevoj i desnoj grani cjevovoda. Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju.
Zadano je: pm = -49,05 kPa; ρ = 1000 kg/m3; h =55 m;
ε = 0,2 mm; D = 200 mm; d = 150 mm; L = 2000 m; λD = 0,02; λd = 0,021; ξUL = 0,5; ξZAT = 3
lijeva grana:
( )
2
2
2
2
223
2
12
55 5 0,5 200 12
0, 248 2, 21 / 0,069 /2 2
mUL D
D
D
DD
D
p Q Lh
g gA D
Q
gA
vQm v m s Q m s
gA g
+ = + ⋅ +
− = + +
= = → = → =
ξ λρ
desna grana:
( )
2
2
2 2
4 2
21
2
4 0,06955 5 0,5 3 560 1
2 9,81 0,15
388,65
mpumpa UL ZAT d
d
pumpa
pumpa
p Q Lh H
g gA d
H
H m
+ + = + + ⋅ +
⋅− + = + + +
⋅ ⋅
=
ξ λ λρ
π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 31. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti visinu dizanja pumpe Hpumpa kojom će se omogućiti isti
protok u gornjoj i donjoj grani cjevovoda. Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: D = 200 mm; d = 150 mm; h = 5 m; ρ = 1000 kg/m
3; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; L = 500 m; λD = 0,02; λd = 0,021
2 20,0314 0,0177D dA m A m= =
donja cijev:
( )
2
2
2
2
223
2
1,52 1
2
10 0,5 0,3 75 12
0,13 / 0,05 /2 2
UL KOLJ D
D
D
DD
D
Q Lh
gA D
Q
gA
vQm v m s Q m s
gA g
= ⋅ + + ⋅ +
= ⋅ + + +
= = → = 1,6 → =
ξ ξ λ
gornja cijev:
( ) ( )
2 2
2 2
21
2 2
5 0,407 0,5 70 0,129 100 1
36,74
pumpa UL d D
d D
pumpa
pumpa
Q L Q Lh H
gA d gA D
H
H m
+ = + ⋅ + ⋅ +
+ = + + +
=
ξ λ λ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 32. Za cjevovod prema slici potrebno je odrediti promjer donje grane cjevovoda D3 kojom će se
omogućiti isti protok kao i u gornjoj grani cjevovoda. Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Tečenje se odvija turbulentno hrapavim režimom.
Zadano je: pm = - 4,905 kPa; D1 = 300 mm; D2 = 250 mm; ε = 0,2 mm;
h1 = 2 m; h2 = 1 m; ξUL = 0,5; ξKOLJ = f(v2) = 0,3; L = 300 m; Npumpa = 500 W; η = 0,8; ρ = 1000 kg/m
3
gornja cijev:
2 21 2
11
22
0,071 0,049
0,00067 0,018
0,0008 0,019
0,5 0,8 0,041
1 9,81pumpa pumpa
pumpa pumpa
A m A m
D
D
g H Q NN H
g Q Q Q
= =
= → =
= → =
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅= → = = =
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
ελ
ελ
ρ η
η ρ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( ) ( )
( ) ( )
2 2
2 1 22 21 1 2 2
2 2
2 2
2
3
3
12 2
0,0410,5 1 0,5 18 0,3 22,8 1
0,099 0,047
0,0410,5 1 0,5 18 0,3 22,8 1
0,099 0,047
0,041699.63 0,5
0,5 699.63 0,041
1399.26
mP UL KOLJ
p Q L Q Lh H
g gA D gA D
Q Q
Q
Q Q
Q
QQ
Q Q
Q Q
+ + = + + + +
− + + = + + + +
− + + = + + + +
− =
= −
=
ξ λ ξ λρ
0,082−
Q pretp (desna strana) Q dobiv (lijeva strana)
1 0,1
0,05 0,045
1399.178 1,317 0,093 0,046
3: 0,045 /Odabrano Q m s =
donja cijev: 2
1 2 323 3
2 2
34 23 3
343 3
21
2
4 0,045 6000,5 2 1 0,5 0,3 1
2 9,81
0,00017 6002,5 1,8
mUL KOLJ
p Q Lh h
g gA D
D D
D D
+ + = + + ⋅ +
⋅− + + = + + ⋅ +
⋅ ⋅
= + ⋅
ξ ξ λρ
λπ
λ
3 3
3 3
3 3
0,3 0,018 2,5 0,79
0, 2 0,02 2,5 6,57
0, 24 0,019 2,5 2,53
D m
D m
D m
= → = → ≠
= → = → ≠
= → = → ≈
λ
λ
λ
Odabrano: D3 = 240 mm
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
33. Za stacionarni režim strujanja i cjevovod prema slici potrebno je odrediti snagu pumpe Npumpa kojom će se omogućiti da dotok Q iz komore A u komoru B bude jednak istjecanju Q iz komore B. Potrebno je nacrtati energetsku i piezometarsku liniju za čitavi sustav.
Zadano je: ρv = 1000 kg/m
3; D = 300 mm; λ = 0,02; L = 5 m; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; ξKOLJ 2 = 0,4; ξVENT = 1,5; ηP = 0,7
( )
2
2
23
2
2
210 8 1
2
10 8 0,5 1,5 0,67 12
0,545 3, 27 / 0,231 /2
6,111 2 1
2
0,711
1 9,81 0,231
UL VENT
pumpa UL KOLJ KOLJ
pumpa
v L
g D
v
g
vm v m s Q m s
g
v LH
g D
N
= + + + ⋅ +
= + + + +
= → = → =
= + + ⋅ + + +
⋅= +
⋅ ⋅
ξ ξ λ
ξ λ ξ ξ
( )0,545 0,5 2,03 0,4 0,6 1
43,61pumpaN kW
+ + + +
=
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 34. Za stacionarni režim strujanja i cjevovod prema slici potrebno je odrediti protoke Q1, Q2 i promjer
cjevovoda D2. Potrebno je nacrtati energetske i piezometarske linije. Zadano je: L = 100 m; λ = 0,02; Q3 = 0,071 m
3/s; D1 = 0,2 m; D3 = 0,3 m; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; ξRAČ = f(v3) = 0,8; HP1 = 10 m; HP2 = 6,8 m; ρ = 1000 kg/m3
( ) ( )
23 3
3 2 23
2231
1 21 3
21
21
1
4 4 0,0711,0 / 0,051
0,3 2
2 215 1
2 2
10 6,8 15 0,5 20 0,051 0,8 0,3 13,33 12
0,049 0,98 /2
P P UL KOLJRAČ
Q vv m s m
D g
vv L LH H
g D g D
v
g
vm v m
g
⋅= = = → =
+ = + + ⋅ + + + ⋅ +
+ = + + ⋅ + + + +
= → =
π π
ξ λ ξ ξ λ
231
1 1
32 3 1
222 2
2 2 2 2 2 42 2 2 2 2
0,031 /4
0,071 0,031 0,04 /
4 4 0,04 0,0509 1 0,0509 0,000132
2 2
Ds Q v m s
Q Q Q m s
Q vv
D D D g g D D
= ⋅ =
= − = − =
⋅= = = → = ⋅ =
π
π π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( )
2232
22 3
42 2
4 52 2
2
25 1
2 2
0,000132 26,8 5 0,5 0,051 0,8 0,3 13,33 1
0,000066 0,0002641,01
: 0,192
P UL KOLJRAČ
vv L LH
g D g D
D D
D D
Postukom iteracije D m
= + + ⋅ + + + ⋅ +
= + + + + + +
= +
=
ξ λ ξ ξ λ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
35. Komore A i B povezane su pomoću dvije cijevi kroz koje se ostvaruje protok QB-A (slika 1). Ukoliko
se komora A zatvori i stavi pod djelovanje tlaka pm, potrebno je odrediti snagu pumpe NP koja se postavlja u novu cijev (prve dvije se uklanjaju) da bi se ostvario protok QA-B (iz komore A u komoru B na slici 2) koji je po iznosu jednak protoku QB-A u prvom slučaju sa slike 1. Potrebno je nacrtati energetske i piezometarske linije. Tečenje se odvija turbulentno hrapavim režimom.
Zadano je: L = 50 m; ε = 0,001 m; D = 0,2 m; pm = 88,29 kPa;
ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; η = 0,7; ρ = 1000 kg/m3
( )
2
2
2 23
45 2 1
2
10,005 0,03
200
5 0,5 30 0,6 12
0, 20,156 1,75 / 2 1,75 /
2 4
BAUL KOLJ
BA
BABA BA
v L
g D
D
v
g
vm v m s Q m s
g
= + ⋅ + +
= = → =
= + + +
= → = → = ⋅ ⋅ = 0,11
ξ λ ξ
ελ
π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012
( )
2
2
2 3,5 / 0,6242
45 2 1
2
9 5 0,624 0,5 30 0,6 1
16,03
1 9,81 0,11 16,0324,71
0,7
ABAB BA
m ABP UL KOLJ
P
P
AB PP
vv v m s m
g
p v LH
g g D
H
H m
gQ HN kW
= ⋅ = → =
+ = + + ⋅ + +
+ = + + + +
=
⋅ ⋅ ⋅= = =
ξ λ ξρ
ρ
η
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 36. Potrebno je odrediti protoke Q2, Q3 i tlačnu visinu pumpe HP kako bi se nakon izlaza iz komore
ostvario protok Q1 = 0,1 m3/s. Potrebno je nacrtati energetske i piezometarske linije. Pretpostavljen je
turbulentno hrapavi režim strujanja. Zadano je: pm = -19,62 kPa; L = 100 m; ρ = 1000 kg/m
3; ε = 0,001 m; D = 0,2 m; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; ξRAČ = f(v1) = 0,3
2231
21 1
1 2 2
210 10 1
2 2
0,005 0,03
4 4 0,13,18 / 0,516
0,2 2
10 2 10 0,516 0,5 0,3
mUL KOLJRAČ
p vv L L
g g D g D
D
Q vv m s m
D g
+ = − + ξ + ξ + λ ⋅ + λ ⋅ + ξ +
ρ
ε= → λ =
⋅ ⋅= = = → =
π π
− = − + + +( ) ( )23
2 233
3 3 3
15 30 0,3 12
0,315 / /2 4
v
g
v Dm v m s Q v m s
g
+ + +
π= → = 2,48 → = ⋅ = 0,078
( ) ( )
32 1 3
22 2
2 2 2
2 21 2
0,1 0,078 0,022 /
4 4 0,0220,7 / 0,025
0, 2 2
210 1
2 2
10 2 0,516 0,5 0,3 15 0,025 30 1
0,93
mP UL RAČ
P
P
Q Q Q m s
Q vv m s m
D g
p v vL LH
g g D g D
H
H m
= − = − =
⋅ ⋅= = = → =
+ + = + + ⋅ + ⋅ +
− + = + + + +
=
π π
ξ ξ λ λρ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 37. Za cjevovod sa slike potrebno je provjeriti da li se ugradnjom pumpe s tlačnom visinom HP = 10 m,
ostvaruje takav režim strujanja da se u točki A ne premaši minimalno dozvoljeni podtlak od pA/(ρg) = -8,5 metara vodnog stupca.
Zadano je: L = 10 m; pm1 = 19,62 kPa; pm2 = - 9,81 kPa; D = 100 mm; ξUL = 0,5; ξKOLJ = 0,3; λ = 0,02; ρ = 1000 kg/m
3
( )
21 2
2
2
65 1
2
10 2 1 0,5 5 0,3 6 2 12
2
m mP UL KOLJ
p p v LH
g g g D
v
g
vm
g
⋅ + = + + ⋅ + ⋅ +
+ = − + + ⋅ + ⋅ +
= 0,867
ξ ξ λρ ρ
( )
2 21 25 2
2 2
2 5 0,867 0,867 0,5 2 0,3 2 2
8, 29
8,29 8,5 !
m AUL KOLJ
A
A
p p v v L
g g g g D
p
g
pm
g
m m UVJET ZADOVOLJAVA
⋅ = + + + + + ⋅
= + + + + ⋅ + ⋅
= −
− > − →
ξ ξ λρ ρ
ρ
ρ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 38. Za cjevovod sa slike potrebno je odrediti koeficijent lokalnog gubitka na zatvaraču ξZAT, kako bi se
kroz donju izlaznu cijev iz komore A ostvario isti protok kao i kroz gornju cijev koja povezuje komore A i B. Razine vodnih lica u komorama A i B su stacionarne.
Zadano je: d = 100 mm; D = 250 mm; L = 50 m; ε = 0,25 mm; ξUL = 0,5;
ξISTJEC = 0,3; CC = 1
( )
( )
23
2
2
2
2 1 1 6,73 / 0,053 /2
41,08 / 0,06 /
2
2 12
2
dISTJEC d d
d
DD
m DUL
m
vv m s Q m s
g
Q Q stacionarno strujanje
vQv m s m s
D g
p v L
g g D
p
g
= − + + → = → =
=
= = → =
= + + ⋅ +
=
ξ
π
ξ λρ
ρ( )
( )
2
0,06 0,5 4 1 2,33
23 1
2
2,33 3 0,06 0,5 8 1
79,33
m DUL ZAT
ZAT
ZAT
m
p v L
g g D
+ + + =
= − + + ⋅ + +
= − + + + +
=
ξ λ ξρ
ξ
ξ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 39. Za cjevovod sa slike potrebno je odrediti koeficijente lokalnih gubitaka na zatvaračima ξZAT 1 i ξZAT 2
kojim se omogućuje jednaki protok u gornjoj i donjoj grani izlaznog cjevovoda. Nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: HP = 10 m; NP = 2000 W; η = 0,7; ρ = 1000 kg/m
3; λ(za sve cijevi) = 0,02; L = 50 m; D = 0,2 m; d = 0,1 m; ξUSIS = 0,1; ξKOLJ = 0,3; ξRAČ = f (vD) = 0,25
( )
3
31 2
2
2 2
2
2 2
0,7 20000,0143 /
1000 9,81 10
0,00715 /2
4 4 0,01430,46 / 0,01
0,2 2
4 / 2 4 0,007150,91 / 0,04
0,1 2
3
P PP
P
DD
dd
gQH NN Q m s
g H
QQ Q m s
vQv m s m
D g
Q vv m s m
d g
⋅ ⋅= → = = =
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= = =
⋅= = = → =
⋅= = = → =
−
ρ η
η ρ
π π
π π
( ) ( )
22
1
1
1
2.1 21
2 2
3 10 0,01 0,1 0,3 0, 25 10,5 0,04 20 1
151, 21
dDP USIS KOLJ ZATRAČ
ZAT
ZAT
vv L LH
g D g d
+ = + + + ⋅ + + ⋅ +
− + = + + + + + +
=
ξ ξ ξ λ ξ λ
ξ
ξ
( ) ( )
22
2
2,1 23 5 1
2 2
3 10 5 0,01 0,1 0,3 0,25 10,5 0,04 0,3 20 1
275,9
dDP USIS KOLJ KOLJ ZATRAČ
ZAT
ZAT
vv L LH
g D g d
2
2
− + = − + + + + ⋅ + + + ⋅ +
− + = − + + + + + + + +
=
ξ ξ ξ λ ξ ξ λ
ξ
ξ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 40. Potrebno je odrediti koeficijente lokalnih gubitaka na zatvaračima ξZAT 1 i ξZAT 2 za slučaj stacionarnog
tečenja iz lijeve u desnu komoru s ukupnim protokom Q i istjecanje iz desne komore, također s protokom Q. Potrebno je nacrtati piezometarsku i energetsku liniju. Zadano je: d = 200 mm; D = 250 mm; ε = 0,2 mm; L = 100 m; ξUL = 0,5; ρ = 1000 kg/m3; pm = 29,43 kPa
( )
2
2
2 2
0,20,001
2000,2
0,0008250
10 7 12
10 7 0,5 7,6 12
0,33 2,54 /2 4
d
D
DUL D
D
DD D
d
D
v L
g D
v
g
v Dm v m s Q v
g
= = → = 0,02
= = → = 0,019
= + + ⋅ +
= + + +
= → = → = =
ελ
ελ
ξ λ
π
( )
3
23
2
0,125 /
4 / 2/ 2 0,0625 / / 0, 2
2
: , / 2
dd
m s
Q vQ m s v m s m
d g
Napomena kroz obje cijevi promjera d protječe protok od Q zbog istih karakteristika
= → = =1,99 → =
π
cijevi i istih rubnih uvjeta
( )
2
1
12
: . . , ,
3 0, 2 0,5 10 1
3,5
m dUL d ZAT
ZAT ZAT ZAT
ZAT
ZAT
p v L
g g d
Napomena ista B J vrijedi za obje cijevi pa stoga vrijedi i 2
= + ⋅ + +
= =
= + + +
=
ξ λ ξρ
ξ ξ ξ
ξ
ξ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 41. Potrebno je odrediti razinu vodnog lica z1 u rezervoaru sa slike te vrijednost tlaka pm na manometru s
kojim se omogućuje stacionarni režim tečenja realne tekućine s protocima u omjerima definiranim na slici. Nacrtati P.L. i E.L.
Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; Q1 = 120 l/s; L = 250 m; D = 0,2 m;
λ = 0,02 (za sve cijevi); ξUL = 0,5; ξRAČ = 0,3 = f(vnizvodno)
( ) ( )
( )
( ) ( )
22
2 22 21 11 1
2 2 2 2
2 2
1 11 2 2
0,03144
1,3 1,3
2 2 2 2
0,7444 1, 258 0,7444 25 1,258 0,3 25
50,95
1,3 0,3 1,
2 2
mRAČ
m
mm
UL
DA m
Q Qp Q Q L L
g gA gA gA D gA D
p
g
pm p kPa
g
Q Q Lz
gA gA D
= =
+ = + + +
+ = + ⋅ + +
= → = 499,83
= + + +
π
λ ξ λρ
ρ
ρ
ξ λ( )
( ) ( )
2
12
1
1
3
2
1, 258 0,067 0,5 25 1, 258 0,3 25
34,79
RAČ
Q L
gA D
z
z m
+
= + + + +
=
ξ λ
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 42. Koje je vrijeme potrebno da se bazen polumjera r napuni do maksimalne visine hmax, ukoliko je dotok
osiguran preko cjevovoda s pumpom? Zadano je: HP = 12 m; D1 = 0,15 m; D2 = 0,2 m; η = 0,7;
λ = 0,02; L1 = 100 m; L2 = 50 m; hmax = 2 m; r = 2 m; ξKOLJ 1 = 0,3; ξKOLJ 2 = 0,2; ξUSIS = 0,1
[ ]
2 2 3max
2 2 2 21 2 2
1 2 1 2 2 22 21
2 21 1 2 2
1 21 2
22
2 2 25,13
0, 21,778
4 4 0,15
2 210 1
2 2
3,1612 10 0,1 0,3 26,667
2
D D D D D D
D DP USIS KOLJ KOLJ
D D
V r h m
D D Dv v v v v v
D
v L v LH
g D g D
v v
g
= ⋅ = ⋅ =
= → = = =
= + + + ⋅ + + ⋅ +
⋅= + + + +
π π
π π
ξ ξ λ ξ λ
[ ]2
2
22
2
21
1
2 231
1
0, 2 10 12
0,021 0,64 /2
1,778 0,64 1,14 / 0,0662
0,151,14 0,02 /
4 425,13
1257 20 , 570,02
DD
DD
D
g
vm v m s
g
vv m s m
g
DQ v m s
Vt s min s
Q
+ +
= → =
= ⋅ = → =
= = ⋅ =
= = = =
π π
-
BJ REALNA TEKUĆINA 2012 43. Strujanje u cjevovodu na slici je stacionarno. U Prandtl - Pitotovoj mjernoj cijevi koja je postavljena
na granu 2 cjevovoda, izmjerena je razlika razina ∆h kao na slici. Potrebno je odrediti protoke Q0, Q1 i Q2. Također je potrebno odrediti duljinu cjevovoda L1. Nacrtati energetsku i piezometarsku liniju. Zadano je: ρ = 1000 kg/m3; pm = -19,62 kPa; h1 = 5 m; h2 = 2 m; ∆h = 0,09 m;
L0 = 5 m;
L2 = 200 m; D(za sve cijevi) = 300 mm; λ(za sve cijevi) = 0,02; ξUL = 0,5; ξRAČ = f(v0) = 0,5; ξKOLJ 1 = 0,3; ξKOLJ 2 = 0,4
( ) ( )
22
2
2 20 0 2 2
1 UL KOLJ 2RAČ
20
20
0
0,09 1,33 /2
ξ λ ξ λ ξ 1ρ 2 2
5 2 0,5 0,33 0,5 0,09 13,33 0, 4 12
1,26 4,97 /2
m
vh m v m s
g
p v L v Lh
g g D g D
v
g
vm v m s
g
∆ = = → =
+ = + ⋅ + + ⋅ + +
− = + + + + +
= → =
( )
0 1 2 0 1 2
21
1 0 2
1
1
4,97 1,33 3,64 / 0,682
5 2 2 2 1,26 0,5 0,33 0,5 0,68 0,02 0,3 10,3
97,9
Q Q Q v v v
vv v v m s m
g
L
L m
= + → = +
= − = − = → =
+ ⋅ − = + + + ⋅ + +
=