Расчет водопроводной сети
Расчет водопроводной сети
Курсовая работа по гидравлике студентки
Еронько Ирина 3016/I группы
МВ и ССО РФ
Санкт-Петербургский
Государственный технический университет
Гидротехнический
факультет
Кафедра
гидравлики
Санкт-Петербург
1996
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 .
,
,
,
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
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.