|
Расчет магистрального трубопровода . Определение высоты водонапорной башни . Определение расходов.
Курсовая работа Еронько Ирины 3016/I группы
МВ и ССО РФ
Санкт-Петербургский Государственный технический университет
Гидротехнический факультет, кафедра гидравлики
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
1996
Содержание
1. Расчет водопроводной сети
1.1. Расчет магистрального трубопровода
1.2. Расчет ответвлений
1.3. Определение высоты водонапорной башни
2. Расчет водопровода
2.1. Определение расходов  ,  и 
2.2.. Построение кривой зависимости  и 
2.3. Построение пьезометрической линии для случая , когда 
Литература
1. Расчет водопроводной сети.
1.1. Расчет магистрального трубопровода .
В качестве магистрального трубопровода выбираем линию , наиболее нагруженную расходами и имеющую командные отметки . Это линия 1-2-3-4 .
Расчетные расходы на участках магистрального трубопровода определяем по формулам :
 , ( 1.1 )
где  - расчетный расход для участка 1-2 , л/с ; q2 , q4 , q5 , q6 - расчетные расходы воды , забираемые в отдельных точках сети , л/с ; ql - забираемый с 1 м длины трубопровода 2-5 . л/с ; l2-5 - длина участка 2-5 , м .
 л/с
 , ( 1.2 )
где  - расчетный расход для участка 2-3 , л/с .
 л/с
 , ( 1.3 )
где  - расчетный расход для участка 3-4 , л/с .
 л/с
Задаемся для отдельных участков экономической скоростью  м/с и с ее помощью находим диаметры труб магистрали по формуле :
 , ( 1.4 )
где Dj - диаметр j - ого участка магистрали , м .
Диаметры отдельных участков магистрали ищем по формуле ( 1.4 ) :
 м
Принимаем действительное значение диаметра участка 1-2 по сортаменту / 1, с.211, табл. 5-2 / ,  .
 м
Принимаем действительное значение диаметра участка 1-2 по сортаменту / 1, с.211, табл. 5-2 / ,  .
Принимаем действительное значение диаметра участка 1-2 по сортаменту / 1, с.211, табл. 5-2 / ,  .
1.2. Расчет ответвлений .
Исходя из возможности определения потерь напора в ответвлениях , проводим расчет диаметров :
а). ответвление 3-6
Потерю напора по длине находим по формуле :
hl3-6 = Ñ l3 - Ñ l6 , ( 1.5 )
где hl3-6 - потеря напора по длине , м ;Ñ l3,Ñ l6 - пьезометрические высоты точек , м .
Пьезометрические высоты точек находим по формуле :
Ñ lj = Ñj + h , ( 1.6 )
где Ñj - отметка точки , м ; h - наименьшее допустимое возвышение пьезометрической линии над поверхностью земли , м .
Указанные выше величины равны :
Ñ l3 = 15 + 8 = 23 м
Ñ l6 = 6 + 8 = 14 м
hl3-6 = 23 - 14 = 9 м
С другой стороны потеря напора по длине может быть выражена по другой формуле :
 , ( 1.7 )
где Kj - j-ый коэффициент расхода , л/с .
Откуда :
 ( 1.8 )
По соответствующим таблицам /1 ,с.211,табл.5-2/ находим ближайшее большее сортаментное значение коэффициента расхода Kсорт = 110.59 л/с и соответствующее ему значение диаметра D3-6 = = 0.125 м .
б). ответвление 2-5
Потерю напора по длине находим по формуле :
hl2-5 = Ñ l2 - Ñ l5 , ( 1.9 )
где пьезометрические высоты точек находим по формуле ( 1.6 ) :
Ñ l2 = 14 + 8 = 22 м
Ñ l5 = 4 +8 = 12 м
Указанная выше величина будет равна :
hl2-5 = 22 - 12 =10 м
Коэффициент расхода находим по формуле ( 1.8 ) , где расход ищется по формуле :
 , ( 1.10 )
где  .
Коэффициент расхода равен :
 л/с
По соответствующим таблицам /1 ,с.211,табл.5-2/ находим ближайшее большее сортаментное значение коэффициента расхода Kсорт = 61.37 л/с и соответствующее ему значение диаметра D2-5 = = 0.1 м .
Так как значения диаметров участков труб были взяты сортаментных значений , т.е. отличных от рассчитанных , то потери напора по длина будут отличаться от рассчитанных выше . Действительные значения потерь напора вычисляем по формуле ( 1.7 ) , подставляя туда сортаментное значение коэффициента расхода :
1.3. Определение высоты водонапорной башни .
Для определения высоты водонапорной башни сначала рассчитываем потери напора по длине на всех участках магистрального трубопровода по формуле ( 1.7 ) :
 ,
 ,
 ,
где значения коэффициента расхода брались из /1,с.211,табл.5-2/ .
Высота башни рассчитывается по формуле :
HБ = Ñ l1 - Ñ1 , ( 1.11 )
где HБ - высота башни , м , а пьезометрическая высота точки 1 рассчитывается по формуле :
Ñ l1 = Ñ4 +
Высота башни равна :
HБ = 43.5 - 18 = 25.5 м
2. Расчет водопровода .
2.1. Определение расходов , и  .
Определять расходы , и будем при условии полного открытия в точке С крана .Формулу для расхода получаем , выражая расход из выражения ( 1.7 ) :
 , ( 2.1 )
где значение коэффициента расхода  бралось из /1,с.211,табл.5-2/ , а потеря напора на 1-ом участке равна :
hl1 = ÑА - ÑC
ÑА= zВ + hБ1 = 8 + 12 = 20 м
ÑC = zC = 6 м
hl1 = 20 - 6 = 14 м
Указанная выше величина будет равна :
Для нахождения расхода рассмотрим движение жидкости сразу на двух участках - на 4-ом и на участке , где трубопровод разветвляется :
hl =  ( 2.2 )
 ( 2.3 )
 ( 2.4 )
Подставляя известные величины в уравнение ( 2.4 ) , получаем соотношение между расходами в параллельных ветвях трубопровода :
 , ( 2.5 )
где значения K1 и K2 брались из /1,с.211,табл.5-2/ .
Подставляем соотношение ( 2.5 ) в ( 2.3 ) , получаем :
 ( 2.6 )
Вычисляем потерю по длине на этом участке :
 ÑG - ÑC
Подставляем полученные соотношения ( 2.5 ) и ( 2 6 ) и известные величины в уравнение ( 2.2 ) :
6 =
По формуле ( 2.6 ) , получаем :
Расход , выливающийся из крана в точке С , ищется по формуле :
2.2.. Построение кривой зависимости  и  .
Полагаем , что открытие крана в точке С изменяется от 0 до  . Для построения графика рассмотрим частные случаи .
а).  ,  .
Рассмотрим движение жидкости по всему трубопроводу , разность отметок уровней воды в баке 1 и баке 2 будет являтся суммой всех потерь напора по длине :
ÑA - ÑG ( 2.7 )
Заменяем , а из формулы ( 2.5 ) и формулы ( 2.6 ) подставляем значения расходов :
 ( 2.8 )
Подставляем известные величины и считаем расходы :
б).  ,  .
ÑA - ÑG 
Подставляем известные значения отметок и коэффициента расхода из / 1, с.211, табл.5-2 / :
По найденным выше данным :
 л/с
 л/с
 л/с
 л/с
строим график зависимости и  .
2.3. Построение пьезометрической линии для случая , когда  .
Для построения пьезометрической линии нужно посчитать потери напора по длине на всех участках трубопровода по формуле ( 1.7 ) , а значения расходов взять из построенного ранее графика зависимости и для  .
Из графика  л/с и  л/с , а  л/с . Подставляем эти данные в формулу ( 1.7 ) и получаем значения потерь напора на всех участках трубопровода :
 м
 м
 м
Список литературы
1. Чугаев Р.Р. Гидравлика ( техническая механика жидкости ) . - Л.: Энергоиздат , 1982. - 672 с.
2. Кожевникова Е.Н. , Орлов В.Т. Методические указания по выполнению курсовых и расчетно-грвфических работ по курсу гидравлики . - Л. : Издание ЛПИ им. М.И. Калинина , 1985. - 48 с.
|
