Расчётно-графическая работа

Пьезометрическая линия и профиль трассы трубопроводов

Библиографический список.

1. Ю.Н. Гуляев, ОВ. Кабанов «Задачник по гидравлике и гидроприводу для студентов горных специальностей» 95с. ЛГИ 1989г.

1. В.Г. Гейер, В.С.Дулин «Гидравлика и гидропривод» 330с. Москва «Недра» 1991г.

2. Конспект лекций Медведкова В. И.

По дисциплине: ГИДРОМЕХАНИКА _

_

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема: __________________ Расчёт трубопровода________________________ _

_

Выполнил: студент гр. ГГ-00 ____________ / ЛитвиноваЕ.И. /

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель: профессор ____________ /Медведков В.И./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

Задание.

Определить высоту установки насоса и мощность двигателя насоса, а также построить пьезометрическую линию и профиль трассы трубопроводов.

Исходные данные.

Участковые расходы, л/с	Длины участков, м
Q2	Q3	Q4	Q5	Q6

Геодезические отметки, м	Коэф. местного сопротивления	Допустимый вакуум участка	КПД насоса
Z2	Z3	Z4	Z5	Z6
							0,68

м D=0,015 мм

Схема трубопровода.

Выбор магистрали.

В магистраль должны входить последовательно соединенные участки, наиболее нагруженные по расходу и имеющую сравнительно большую протяженность.

Рассмотрим два участка, первый 1-2-3-4-5:

Q_4-5= Q₅ =13 л/с

Q_3-4 = Q_4-5+ Q₄ = 13+21 = 34 л/с

Q_2-3 = Q_3-4 + Q₃= 34+27 = 61 л/с

Q_1-2 = Q_2-3 +Q₆+ Q₂ = 61+25+12 = 98 л/с

Σ l _1-5 = l_2-3 + l_3-4 + l_4-5 =2900+1700+3300= 7900 м

Σ Q_1-5 = Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆=12+27+21+13+25 = 98 л/с

Второй участок 1-2-6:

Q_2-6 = Q₆ = 25 л/с Σ Q_2-6 =25л/с

Σ l _2-6 = l_2-6 = 4800м

Выбираем магистраль 1-2-3-4-5, т.к. Σ l _1-5 > Σ l _2-6 иΣ Q_1-5 >Σ Q_2-6.

Расчет магистрали.

Расчет участка 4-5:

Транзитные расходы на всех участков магистрали посчитаны (см. «Выбор магистрали»), для каждого транзитного расхода выбирается предельная скорость (). Для расхода на участке 4-5 =0,7 м/с.

Т.к. , то .

Предварительно определяем диаметр по формуле:

Затем округляем диаметр до ближайшего значения d _4-5 по таблице 3 (см. задачник Гуляева). И определяем расходную характеристику К' _4-5 для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб (для данного варианта - трубы новые).

d_4-5 =15,0см К' _4-5=186,3 л/с

Определяем скорость течения:

.

Определим зону графика Никурадзе, в которой нах-ся число Рейнольдса:

(Δ-шероховатость)

(3-я зона - область сопротивления гладких русел).

Уточняем значение расходной характеристики в зависимости от скорости течения вводя поправку за неквадратичность течения на участке для перехода из квадратичной в переходную зону графика Никурадзе.

К_4-5=К' _4-5· θ; К_4-5=186.3 · 0,95=176.985 л/с

где θ- поправка за неквадратичность течения, выбирается из табл. 4 (Гуляев).

Потери напора на участке:

,

где l _4-5-длина участка 4-5

Напор в конце участка: H₅ = Z₅ + h_г Н₅= 57+21=78м,

где h_Г - гарантированный напор в узлах расхода; Z ₅- геодезическая отметка.

Напор в начале участка: Н₄=Н₅ + h_4-5 H₄=78+17,80=95,8 м.

Рабочий напор в начале участка: h_р4=Н₄ –Z₄ h_р4=95,8-65=30,8 м,

Т.о. h_р4>h_р, (30.8>21), что удовлетворяет заданию.

Расчет участка 3-4:

Предварительно определяем диаметр по формуле:

где Q_3-4-расход на участке 3-4 - предельная скорость(0.95м/с).

d_3-4 =20,0см К' _3-4=398 л/с

Скорость течения:

.

Число Рейнольдса и зона графика Никурадзе:

Выбираем θ=0,96

К_3-4=К'_3-4·θ; К_3-4=398· 0,96=382.08 л/с

Потери напора на участке:

,

где l _3-4-длина участка 3-4.

Напор в конце участка: H₄ =95,8 м

Напор в начале участка: Н₃=Н₄ + h_3-4 =95,8+13.46=109,26 м

Рабочий напор в начале участка: h_р3=Н₃ –Z₃ = 109,26-40=69,26 м

Значение рабочего напора удовлетворяет заданию h_р3> h_Г (69,26>21).

Расчет участка 2-3:

Предварительно определяем диаметр по формуле:

где Q_2-3-расход на участке 2-3 - предельная скорость(1м/с).

Выбираем:

d _2-3 =30 см К' _2-3=1157 л/с

Скорость течения:

.

Число Рейнольдса и зона графика Никурадзе:

Выбираем θ=0,95

К_2-3=К' _2-3· θ, К_2-3=1157 · 0,95=1099,1 л/с

Потери напора на участке:

,

где l _2-3-длина участка 2-3.

Напор в конце участка: H₃ =109,26 м

Напор в начале участка: Н₂=Н₃ + h_2-3 H₂=109,26+8,93=118,20м.

Рабочий напор в начале участка: h_р2=Н₂ –z₂ h_р2=118,20-37=81,20 м,

Значение рабочего напора удовлетворяет заданию h_р2> h_Г, (81,20 >21).

Расчет участка 1-2:

Предварительно определяем диаметр по формуле:

где Q_1-2-расход на участке 1-2 - предельная скорость(1,0м/с).

Выбираем:

d _1-2 =35,0 см К' _1-2=1735 л/с

Скорость течения:

.

Число Рейнольдса и зона графика Никурадзе:

Выбираем θ=0,96

К_1-2=К' _1-2· θ; К_1-2=1735 · 0,96=1665,6 л/с

Потери напора на участке:

,

где l _1-2-длина участка 1-2.

Напор в конце участка: H₂ = 118,20 м

Напор в начале участка: Н₁=Н₂ + h_1-2 H₁=118,20+8,31 =126,51 м.

Рабочий напор в начале участка: h_р1=Н₁ –z₁

Т.к. Z₁ - это z_н -высота установки насоса, то необходимо ее рассчитать:

,

где р_{вак 0-1}-допустимый вакуум участка 0-1,

Δh_l-потери по длине Δh_м- потери в местных сопротивлениях.

Значения К_0-1, Q_0-1, u_0-1, принимаем соответственно равными К_1-2, Q_1-2, u_1-2.

Где υ- скорость на участке 0-1, ς_м -коэф.местных сопротивлений.

Т.о. h_р1=126,51-5,62=120,89 м,

Значение рабочего напора удовлетворяет заданию h_р1> h_Г, (120,89 >21).

Расчет ветви.

Транзитный расход Q_2-6 = Q₆ =25 л/с.

Напор в пункте 6: H₆= z₆+ h_Г =67+21=88 м

Допустимые потери напора h_2-6 = H₂ -H₆ = 118.20- 88 = 30.2 м

Расходная характеристика:

По таблице 3 (Гуляев) выбираем диаметр d_2-6 =20 см.

Скорость в трубопроводе на участке 2-6:

Re=195000 след-но поправка на неквадратичность течения θ=0,95

Уточняем расходную характеристику:

Фактическая потеря напора:

Пьезометрический и рабочий напор:

H₆= H₂- h_2-6= 118,20-27.25=90.95 м

h_р6= H₆- z₆ = 88-67= 21 м

Значение рабочего напора удовлетворяет заданию hp≥h_Г (21≥21)

Расчет мощности двигателя насоса.

Н₁- пьезометрический напор в точке1; Q_1-2- расход на участке 1-2; υ_1-2- скорость на участке 1-2, ς_м -коэф. местных сопротивлений;

К- расходная характеристика.

Мощность электродвигателя: ,

Где Н_н- напор насоса, м; η- кпд насоса; g- 9.81 м/с²; Q_1-2- расход на участке 1-2

r- плотность воды.

.

Библиографический список.

1. Ю.Н. Гуляев, ОВ. Кабанов «Задачник по гидравлике и гидроприводу для студентов горных специальностей» 95с. ЛГИ 1989г.

1. В.Г. Гейер, В.С.Дулин «Гидравлика и гидропривод» 330с. Москва «Недра» 1991г.

2. Конспект лекций Медведкова В. И.

Дата добавления: 2015-06-27