Розрахунок водопровідної мережі

Розрахунок магістрального трубопроводу. Визначення висоти водонапірної башти. Визначення витрат.

Курсова робота Еронько Ірини 3016 / I групи

МВ та ССО РФ

Санкт-Петербурзький Державний технічний університет

Гідротехнічний факультет, кафедра гідравліки

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1996

Зміст

1. Розрахунок водопровідної мережі

1.1. Розрахунок магістрального трубопроводу

1.2. Розрахунок відгалужень

1.3. Визначення висоти водонапірної башти

2. Розрахунок водопроводу

2.1. Визначення витрат, і

2.2 .. Побудова кривої залежності і

2.3. Побудова п'єзометричного лінії для випадку, коли

Література

1. Розрахунок водопровідної мережі.

1.1. Розрахунок магістрального трубопроводу.

В якості магістрального трубопроводу вибираємо лінію, найбільш навантажену витратами і має командні позначки. Це лінія 1-2-3-4.

Розрахункові витрати на ділянках магістрального трубопроводу визначаємо за формулами:

, (1.1)

де - розрахункова витрата для ділянки 1-2, л / с; q2, q4, q5, q6 - розрахункові витрати води, що забирається в окремих точках мережі, л / с; ql - забирається з 1 м довжини трубопроводу 2-5. л / с; l2-5 - довжина ділянки 2-5, м.

л / с

, (1.2)

де - розрахункова витрата для ділянки 2-3, л / с.

л / с

, (1.3)

де - розрахункова витрата для ділянки 3-4, л / с.

л / с

Здається для окремих ділянок економічної швидкістю м / с і з її допомогою знаходимо діаметри труб магістралі за формулою:

, (1.4)

де Dj - діаметр j - ого ділянки магістралі, м.

Діаметри окремих ділянок магістралі шукаємо за формулою (1.4):

Приймаються дійсне значення діаметра ділянки 1-2 по сортаменту / 1, с.211, табл. 5-2 /,.

1.2. Розрахунок відгалужень.

Виходячи з можливості визначення втрат напору в відгалуженнях, проводимо розрахунок діаметрів:

а). відгалуження 3-6

Втрату напору по довжині знаходимо за формулою:

hl3-6 = Ñ l3 - Ñ l6, (1.5)

де hl3-6 - втрата напору по довжині, м; Ñ l3, Ñ l6 - п'єзометричного висоти точок, м.

П'єзометричного висоти точок знаходимо за формулою:

Ñ lj = Ñj + h, (1.6)

де Ñj - позначка точки, м; h - найменший допустимий піднесення п'єзометричного лінії над поверхнею землі, м.

Зазначені вище величини рівні:

Ñ l3 = 15 + 8 = 23 м

Ñ l6 = 6 + 8 = 14 м

hl3-6 = 23 - 14 = 9 м

З іншого боку втрата напору по довжині може бути виражена за іншою формулою:

, (1.7)

де Kj - j-ий коефіцієнт витрати, л / с.

Звідки:

(1.8)

За відповідних таблиць / 1, с.211, табл.5-2 / знаходимо найближче більше сортаментний значення коефіцієнта витрати Kсорт = 110.59 л / с і відповідне йому значення діаметра D3-6 = = 0.125 м.

б). відгалуження 2-5

Втрату напору по довжині знаходимо за формулою:

hl2-5 = Ñ l2 - Ñ l5, (1.9)

де п'єзометричного висоти точок знаходимо за формулою (1.6):

Ñ l2 = 14 + 8 = 22 м

Ñ l5 = 4 +8 = 12 м

Зазначена вище величина буде дорівнює:

hl2-5 = 22 - 12 = 10 м

Коефіцієнт витрати знаходимо за формулою (1.8), де витрата шукається за формулою:

, (1.10)

де.

Коефіцієнт витрати дорівнює:

л / с

За відповідних таблиць / 1, с.211, табл.5-2 / знаходимо найближче більше сортаментний значення коефіцієнта витрати Kсорт = 61.37 л / с і відповідне йому значення діаметра D2-5 = = 0.1 м.

Так як значення діаметрів ділянок труб були взяті сортаментний значень, тобто відмінних від розрахованих, то втрати напору по довжина будуть відрізнятися від розрахованих вище. Дійсні значення втрат напору обчислюємо за формулою (1.7), підставляючи туди сортаментний значення коефіцієнта витрати:

1.3. Визначення висоти водонапірної башти.

Для визначення висоти водонапірної башти спочатку розраховуємо втрати напору по довжині на всіх ділянках магістрального трубопроводу за формулою (1.7):

де значення коефіцієнта витрати бралися з / 1, с.211, табл.5-2 /.

Висота вежі розраховується за формулою:

Hб = Ñ l1 - Ñ1, (1.11)

де hб - висота вежі, м, а п'єзометричного висота точки 1 розраховується за формулою:

Ñ l1 = Ñ4 +

Висота вежі дорівнює:

Hб = 43.5 - 18 = 25.5 м

2. Розрахунок водопроводу.

2.1. Визначення витрат, і.

Визначати витрати, і будемо за умови повного відкриття в точці С крана. Формулу для витрати отримуємо, висловлюючи витрата з виразу (1.7):

, (2.1)

де значення коефіцієнта витрати бралося з / 1, с.211, табл.5-2 /, а втрата напору на 1-й ділянці дорівнює:

hl1 = ÑА - ÑC

ÑА = Zв + hБ1 = 8 + 12 = 20 м

ÑC = zC = 6 м

hl1 = 20 - 6 = 14 м

Зазначена вище величина буде дорівнює:

Для знаходження витрати розглянемо рух рідини відразу на двох ділянках - на 4-му та на ділянці, де трубопровід розгалужується:

hl = (2.2)

(2.3)

(2.4)

Підставляючи відомі величини в рівняння (2.4), отримуємо співвідношення між витратами в паралельних гілках трубопроводу:

, (2.5)

де значення K1 і K2 бралися з / 1, с.211, табл.5-2 /.

Підставляємо співвідношення (2.5) в (2.3), отримуємо:

(2.6)

Обчислюємо втрату по довжині на цій ділянці:

ÑG - ÑC

Підставляємо отримані співвідношення (2.5) і (2 6) і відомі величини в рівняння (2.2):

6 =

За формулою (2.6), отримуємо:

Витрата, що виливається з крана в точці С, шукається за формулою:

2.2 .. Побудова кривої залежності і .

Вважаємо, що відкриття крана в точці С змінюється від 0 до. Для побудови графіка розглянемо окремі випадки.

а). , .

Розглянемо рух рідини по всьому трубопроводу, різниця відміток рівнів води в баку 1 і баку 2 буде являтся сумою всіх втрат напору по довжині:

ÑA - ÑG (2.7)

Замінюємо, а з формули (2.5) та формули (2.6) підставляємо значення витрат:

(2.8)

Підставляємо відомі величини і вважаємо витрати:

б). , .

ÑA - ÑG

Підставляємо відомі значення оцінок і коефіцієнта витрати з / 1, с.211, табл.5-2 /:

За знайденими вище даними:

л / с

будуємо графік залежності і .

2.3. Побудова п'єзометричного лінії для випадку, коли.

Для побудови п'єзометричного лінії потрібно порахувати втрати напору по довжині на всіх ділянках трубопроводу за формулою (1.7), а значення витрат взяти з побудованого раніше графіка залежності і для.

З графіка л / с і л / с, а л / с. Підставляємо ці дані у формулу (1.7) і отримуємо значення втрат напору на всіх ділянках трубопроводу:

Список літератури

1. Чугаєв Р.Р. Гідравліка (технічна механіка рідини). - Л.: Енергоіздат, 1982. - 672 с.

2. Кожевнікова Є.М. , Орлов В.Т. Методичні вказівки з виконання курсових і розрахунково-грвфіческіх робіт з курсу гідравліки. - Л.: Видання ЛПІ ім. М.І. Калініна, 1985. - 48 с.