Лабораторная работа № 5
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ
Цель работы – изучить методику гидравлического расчета водопроводной сети с помощью ЭВМ. Изучение оболочки программы «TORN 3», для выполнения гидравлического расчета.
С целью уменьшения трудоемкости расчета по увязки расходов и потерь напора в кольцах на кафедре «Сельскохозяйственного водоснабжения и гидравлики» разработана программа итерационного расчета на ЭВМ «TORN 3». Программа работает в диалоговом режиме с выводом результатов расчета на экран дисплея. Язык программирования – Бейсик.
При подготовке входной информации необходимо выполнить следующие действия:
1. производят расчет узловых расходов, которые затем наносят на схему водопроводной сети;
2. на схему кольцевой сети для каждой линии наносят ориентировочно распределенные расходы qпут и направление движения воды с учетом баланса расходов в узлах (согласно I закона Кирхгофа) и взаимозаменяемости линий, то есть расходы на участках должны распределяться так, чтобы при отключении одной из линий обеспечить подачу расхода по другой линии. Определяют номера колец и линий рис. 5.1, при выполнении нумерации необходимо соблюдать следующие правила:
3.
 |  |
| а | б |
| Рис.5.1. Подготовка схемы кольцевой сети для выполнения гидравлического расчета на ЭВМ: а – 3-х кольцевая сеть; б – 2-х кольцевая сеть. I, II, III – номера колец, 1, 2, 3, 4 – номера участков (линий) |
· смежные кольца с общим участком (линией) должны иметь номера по порядку I и II, II и III и т.д.
· общие линии двух колец должны иметь номера 1 – номер участка в предыдущем кольце и 2 – номер того же участка в последующем кольце.
4. В соответствии с расходами и оптимальной скоростью движения воды определяют стандартные значения диаметров труб на всех линиях кольцевой сети. Задаются материалом труб и для определенных диаметров находят в справочной литературе удельные сопротивления труб – А.
5. Входную информацию для расчета заносят в таблицу 5.1 и 5.2. для участков с движением воды против часовой стрелки записывают отрицательные значения расходов.
Таблица 5.1
Входная информация для расчета 3-х кольцевой сети на ЭВМ
на пропуск максимального расхода воды
| Номер кольца | Наименование участка сети | Удельное сопротивление А (л/с)2 | Диаметр труб, мм | Длина участка, ℓ, м | Расход на участках, q, л/с |
| I | 0,00003155 | +10,00 | |||
| 0,000006898 | -20,90 | ||||
| 0,000002227 | -26,61 | ||||
| 0,000002227 | +30,61 | ||||
| II | 0,00007608 | -5,00 | |||
| 0,00003155 | -10,00 | ||||
| 0,00003155 | +11,00 | ||||
| 0,00007608 | +6,02 | ||||
| III | 0,00003155 | -14,09 | |||
| 0,00007608 | +5,00 | ||||
| 0,0001877 | +0,34 | ||||
| 0,00007608 | -7,99 |
Таблица 5.2
Входная информация для расчета 2-х кольцевой сети на ЭВМ на пропуск максимального секундного и пожарного расхода воды
| Номер кольца | Наименование участка сети | Удельное сопротивление А (л/с)2 | Диаметр труб, мм | Длина участка, ℓ, м | Расход на участках, q, л/с |
| I | 0,0002813 | +9,31 | |||
| 0,0002813 | +6,33 | ||||
| 0,0002813 | -7,74 | ||||
| 0,0002813 | -9,31 | ||||
| II | 0,0002813 | -0,64 | |||
| 0,0002813 | -9,31 | ||||
| 0,0002813 | +4,02 | ||||
| 0,0002813 | +2,46 |
После ввода данных на компьютере будут получены следующие данные, как показано в таблицах 5.3, 5.4.
Таблица 5.3
Результаты расчета на ЭВМ для трех кольцевой сети
| Номер линий | Расход, ( л/с ) | Потери, ( м ) |
| Число итераций – 4 | ||
| Невязка потери напора в 1-м кольце - -0,03520316 | ||
| 9,187718 -21,41599 -27,12599 30,09401 | 0,9667657 -1,123125 -0,5948372 0,7159928 | |
| Невязка потери напора в 2-м кольце – 0,0571661 | ||
| -7,459197 -9,187718 11,29629 6,316292 | -1,591632 -0,9667657 1,513767 1,101797 | |
| Невязка потери напора в 3-м кольце – -0,0715158 | ||
| -11,33451 7,459198 3,095489 -5,234511 | -1,580773 1,591632 0,701435 -0,7838095 |
Таблица 5.4
Результаты расчета на ЭВМ
| Номер линий | Расход, (л/с) | Потери, (м) |
| Число итераций – 3 | ||
| Невязка потери напора в 1-м кольце - -0,1703129 | ||
| 8,628312 7,396911 -6,673089 -8,243089 | 8,376863 14,62157 -5,010528 -18,15822 | |
| Невязка потери напора в 2-м кольце – -0,07467318 | ||
| 1,1086 -8,628312 5,7686 4,2086 | 0,2247153 -8,376863 6,084485 1,992989 |
Надежность программы подтверждена сходимостью результатов машинного и ручного счета контрольных примеров. Программой обеспечивается итерационный расчет до получения суммы невязок потерь напора в кольцах менее 0,1м.
Надежность выходной информации (результатов расчета) зависит от корректности входной информации и внимательности пользователя при её вводе.
Лабораторная работа № 6