Расчет магистрального трубопровода

Пояснительная записка

К практической работе №1

Дисциплина:«Основы гидравлики и теплотехники»

Тема: «Расчет короткого и длинного трубопровода»

1. Определение диаметра трубы сифона

Воспользуемся основной расчетной зависимостью для короткого трубопровода при истечении под уровень

где z – разность уровней, - площадь живого сечения, - коэффициент расхода трубопровода:

где D – диаметр трубопровода,

- полный коэффициент сопротивления, равный

где - коэффициент сопротивления по длине.

В дальнейшем расчеты будут производиться на основе этих формул.

Для нахождения площади живого сечения воспользуемся формулой:

Решение будет на основе подбора (потому что в одном уравнении мы имеем 2 неизвестных) ближнего значения к тому, которое мы получили при условии, что

м²

2) Для определения диаметра сифона, составим таблицу:

Величина	Един. Величины	Значения величины
D	м	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3
	м2	0,0079	0,018	0,0314	0,049	0,07
	-	0,0380	0,033	0,03	0,028	0,0262
	-	6,232	3,608	2,46	1,8368	1,4323
	-			5,2	4,4	3,7
	-	0,318	0,318	0,318	0,318	0,318
	-	0,562	0,397	0,314	0,265	0,227
	-
	-	15,518	11,638	9,61	8,141	6,995
	-	0,254	0,293	0,3226	0,35	0,378
	м2	0,00201	0,0053	0,01	0,0172	0,02646

Пример расчета таблицы для диаметра D=0,2м:

1) Задаем стандартный диаметр: D=200мм=0,2м

2) Вычисляем площадь живого сечения:

3) Находим коэффициент гидравлического давления ( ):

у нас турбулентный режим, область квадратичного сопротивления.

где - относительная шероховатость, - высота выступа, D – диаметр. Но для сифона коэффициент гидравлического давления мы можем найти в таблице 4,7, с. 41 [1]

4

4) устанавливаем коэффициент сопротивления по длине:

где - полная длина трубы,

5) Вычисляем коэффициент сопротивления на входе, в нашем случае он равен коэффициенту сопротивления на клапане, поэтому мы можем взять его из таблицы 4.16, с. 50 [1]

6) находим коэффициент резкого поворота на 45⁰ по таблице 4.17, с.51 [1]

.

Коэффициент резкого поворота от диаметра не зависит.

7) Определим коэффициент плавного поворота на 90⁰ по формуле:

здесь D – диаметр трубы; - радиус поворота, находим из рис.1 (R=1м); - коэффициент гидравлического трения.

8)

9) устанавливаем полный коэффициент сопротивления:

10) находим коэффициент расхода трубопровода

11) сделаем расчет

Расчет водопроводной сети

Расчет магистрального трубопровода

В качестве магистрального трубопровода выбираем линию, исходя из следующих соображений:

- эта линия должна быть наиболее длинная;

- она должна быть наиболее нагружена расходами;

- она должна подавать воду на наиболее высокие отметки.

Учитывая, что и , магистралью назначаем линию 1-2-3-6.

Расчетный расход какого-либо участка сети должен равняться сумме расходов, забираемых из сети ниже по течению этого участка. Расчетные расходы на участках магистрального трубопровода определяем по формулам:

, (1.1)

где - расчетный расход для участка 1-2, л/с; q₂, q₄, q₅ и q₆ - расходы воды, забираемые в отдельных точках сети, л/с; q^/- расход, забираемый с 1 м длины трубопровода 2-5, л/с; l_2-5 - 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 3-6, л/с.

л/с

Задаемся для отдельных участков экономической скоростью м/с и находим диаметры труб магистрали по формуле:

, (1.4)

где D_i-j - диаметр участка i-j магистрали, м; - расчетный расход для участка i-j, л/с.

Диаметры отдельных участков магистрали ищем по формуле (1.4) :

м

Принимаем действительное значение диаметра участка из ближайших стандартных значений (табл. 4.7, стр.41, [1] ): м.

м; м.

м; м.