Расчет магистрали

Выбор магистрали

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине: Гидромеханика

Тема: Расчёт трубопровода

Автор: студент гр. ВД-00 / Белов А.Н. /

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _______________

Дата: ____________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель: доцент /ЛастовВ.Г./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

Задание для варианта 5.3.22.

Построить профиль трассы трубопровода, пьезометрическую линию и определить высоту установки насоса, мощность электродвигателя.

Начальные данные:

Участковый расход: Q₂ = 13л/с; Q₃ = 16л/с; Q₄ = 21л/с; Q₅ = 27л/с; Q₆ = 16л/с.

Длины участков: l_0-1 = 50м; l_1-2 = 2700м; l_2-3 = 2200м; l_3-4 = 1400м; l_4-5 = 3100м;

l_2-6 = 4500м.

Геодезические отметки: Z₂ = 39м; Z₃ = 47м; Z₄ = 57м; Z₅ = 50м; Z₆ = 70м.

Коэфф. местных сопротивлений: x_0-1=16;

Допустимый вакуум участка: P_вак0-1=65%;

КПД _насоса: h=0,65.

Условная схема.

В магистраль должны входить последовательно соединенные участки, наиболее нагруженные по расходу и имеющие сравнительно большую протяженность по сравнению с ветвью.

Рассмотрим два участка: [2]

1 участок: 1-2-3-4-5.

1) Определяем транзитные расходы на этих участках:

Q_4-5=Q₅= 27 л/с;

Q_3-4=Q₄+Q_4-5=27+21=48 л/с;

Q_2-3=Q₃+Q_3-4=48+16=64 л/с;

Q_0-1= Q_1-2= Q₆+ Q_2-3+ Q₂=64+16+13=93 л/с.

2) Определим суммарную длину:

ål_5-2 = l_1-2+l_2-3+l_3-4+l_4-5=2200+1400+3100+2700=9400м;

2участок: 1-2-6.

1) Определяем транзитные расходы на этих участках:

Q_1-2= Q₆+ Q_2-3+ Q₂=64+16+13=93 л/с.

Q_2-6=Q₆=25 л/с;

2) Определим суммарную длину:

ål_2-6 = l_1-2+l_2-6=2700+4500=7200

Выбираем магистраль 1-2-3-4-5, т.к. ål_5-2 > ål_2-6; Q_2-5 > Q_2-6.

Расчет участка 5-4:

Транзитные расходы для всех участков подсчитаны, для них выбираем предельную скорость: ,

Определим диаметр по формуле:

, [2]

По таблице №3 выбираем расходную характеристику K’_5-4 для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб (для данного варианта – трубы нормальные).

K’_5-4 = 340.8 л/с;

Определяем скорость потока

[2]

Определяем зону графика Никурадзе: [3]

∆ - шероховатость; ∆ = 0,5мм [1]

[3]

R_e – число Рейнольдца;

ν – коэфф. кинематической вязкости; ν = 10^-6

(третья зона – область сопротивления гладких русел)

Уточним значение расходной характеристики в зависимости от скорости течения, вводя поправку за неквадратичность течения на участке.

Поправочный коэффициент ;

Расходная характеристика ;

Потери напора на участке: [2]

l_5-4 – длина участка 5-4

Напор в конце участка: м, [2]

Напор в начале участке м; [2]

h_г – гарантируемый напор в узлах расхода, h_г = 22м;

Z₅ – геодезическая отметка.

Определяем рабочий напор в начале участка:

м. [2]

Таким образом, h_p4 > h_г, что удовлетворяет заданию.

Расчет участка 4-3:

Транзитные расходы для всех участков подсчитаны, для них выбираем предельную скорость: ,

Определим диаметр по формуле:

,

По таблице №3 выбираем расходную характеристику K’_4-3 для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб (для данного варианта – трубы нормальные).

K’_4-3 = 616,4 л/с;

Определяем скорость потока

Определяем зону графика Никурадзе:

∆ - шероховатость; ∆ = 0,5мм

R_e – число Рейнольдца;

ν – коэфф. кинематической вязкости; ν = 10^-6

(третья зона – область сопротивления гладких русел)

Уточним значение расходной характеристики в зависимости от скорости течения, вводя поправку за неквадратичность течения на участке.

Поправочный коэффициент ;

Расходная характеристика ;

Потери напора на участке:

l_4-3 – длина участка 4-3

Напор в конце участка: м,

Напор в начале участке м;

h_г – гарантируемый напор в узлах расхода, h_г = 22м;

Z₃ – геодезическая отметка.

Определяем рабочий напор в начале участка:

м.

Таким образом, h_p3 > h_г, что удовлетворяет заданию.

Расчет участка 3-2:

Транзитные расходы для всех участков подсчитаны, для них выбираем предельную скорость: ,

Определим диаметр по формуле:

,

По таблице №3 выбираем расходную характеристику K’_3-2 для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб (для данного варианта – трубы нормальные).

K’_3-2 = 616.4 л/с;

Определяем скорость потока

Определяем зону графика Никурадзе:

∆ - шероховатость; ∆ = 0,5мм

R_e – число Рейнольдца;

ν – коэфф. кинематической вязкости; ν = 10^-6

(четвертая зона)

Уточним значение расходной характеристики в зависимости от скорости течения, вводя поправку за неквадратичность течения на участке.

Поправочный коэффициент ;

Расходная характеристика ;

Потери напора на участке:

L_3-2 – длина участка 3-2

Напор в конце участка: м,

Напор в начале участке м;

h_г – гарантируемый напор в узлах расхода, h_г = 22м;

Z₂ – геодезическая отметка.

Определяем рабочий напор в начале участка:

м.

Таким образом, h_p2 > h_г, что удовлетворяет заданию.

Расчет участка 2-1:

Транзитные расходы для всех участков подсчитаны, для них выбираем предельную скорость: ,

Определим диаметр по формуле:

,

По таблице №3 выбираем расходную характеристику K’_2-1 для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб (для данного варианта – трубы нормальные).

K’_2-1 = 999.3 л/с;

Определяем скорость потока

Определяем зону графика Никурадзе:

∆ - шероховатость; ∆ = 0,5мм

R_e – число Рейнольдца;

ν – коэфф. кинематической вязкости; ν = 10^-6

(четвертая зона)

Уточним значение расходной характеристики в зависимости от скорости течения, вводя поправку за неквадратичность течения на участке.

Поправочный коэффициент ;

Расходная характеристика ;

Потери напора на участке:

l_2-1 – длина участка 2-1

Напор в конце участка: м,

Напор в начале участке м;

h_г – гарантируемый напор в узлах расхода, h_г = 22м;

Определение Z₁

Z₁ – геодезическая отметка.

[3]

м;

Коэфф. местных сопротивлений: x_0-1=16;

Допустимый вакуум участка: P_вак0-1=65%;

Определяем рабочий напор в начале участка:

м.

Таким образом, h_p1 > h_г, что удовлетворяет заданию.

Дата добавления: 2015-06-27