Гидравлика. РГЗ № 3


Санкт-Петербургский Государственный
Политехнический университет
Инженерно-строительный институт
Кафедра СУЗИС
Задание №3
По курсу гидравлики
«Расчет длинных трубопроводов»
Студент группы 23103/4
Пирогов Евгений Владимирович
Преподаватель
Стрелец Ксения Игоревна
Зачтено
« » 2013 года
Санкт- Петербург
2013г.
Содержание:
1.Начало расчета длинного трубопровода
1.1 Выбор магистрали по длине трубопровода.
1.2 Выбор магистрали по наибольшему суммарному расходу трубопровода
1.3 Итоги выбора магистрали
2. Расчет магистрали.
3. Расчет высоты водонапорной башни.
4. Расчет ответвлений от магистрали трубопровода
4.1 Расчет ответвления магистрали трубопровода, проходящего через точки 3-4.
4.2 Расчет ответвления магистрали трубопровода, проходящего через точки 2-5.
5. Список литературы.
6. Приложение.
Начало расчета длинного трубопровода.
Первое что требуется сделать это разбить водопроводную сеть на магистраль и ответвления. Выбирать надо в зависимости от двух параметров: наибольшей длины магистрали и наибольшего напора.
1.1 Выбор магистрали по длине трубопровода.
Есть два варианта магистрали: проходящей через узловые точки 1-2-3-4 или 1-2-3-6.
Произведу сравнение длин данных вероятных магистралей и выберу с наибольшей длиной.
Длина 1-2-3-4=l12+l23+ l34= 3.75 км
Длина 1-2-3-6= l12+l23+ l36=4,22 км
Соответственно 1-2-3-6 можно принять как магистраль, из-за того что данный трубопровод получится более длинным, что означает большие потери напора по длине.
Выбор магистрали по наибольшему суммарному расходу трубопровода.
Сравню трубопроводы, проходящие через узловые точки 1-2-3-4 или 1-2-3-6.
Так как на участке 1-2-3 суммарный расход в обеих вероятных магистралях одинаков, то достаточно сравнить расход на граничных точках 4 и 6.
q4=11,1 л/с
q6=10,1 л/с
Учитывая пункт 1.1 приму трубопровод 1-2-3-4, как магистраль из-за того что через нее проходит больший расход.
Итоги выбора магистрали.
Окончательно принимаю трубопровод проходящий через 1-2-3-6 , как магистраль из-за того что через нее проходит меньший расход, но при этом потери по длине на много больше.
Тогда участки 3-4 и 2-5 трубопровода принимаю за ответвления.
Расчет магистрали.
Определюсь с расходами проходящими на каждом отдельном участке магистрали.
q1-2= q2+q4+q5+ q6+ q’*l2-5=10,8+11,1+9,8+10,1+0,03*1400=83,8 (л/с)
q2-3= q6+q4=11,1+10,1=21,2 (л/с)
q3-6= q6= 10,1 (л/с)
Задам дополнительное понятие, как экономическая скорость. Экономическая скорость – такая скорость, при которой стоимость магистрали водонапорной башни и насосов будут минимальны. Vэк = 1 л/с= 0,001 м3/с.
Тогда, так как Q=w*V, то соответственно w=Q/V. Значит для каждого участка магистрали можно найти площадь живого сечения, а значит и диаметр труб.
w12= q1-2/ Vэк= 0,0838 м
w23= q2-3/ Vэк= 0,0212 м
w36= q3-6/ Vэк= 0,0101 м
По определению w=d2*Pi4, следовательно d=4*w/Pi.
d36=4*w36/Pi=0.113 м Принимаю трубу диаметром 125 мм. для участка 3-6.
d23=4*w23/Pi=0.164 м Принимаю трубу диаметром 200 мм. для участка 2-3.
d12=4*w12/Pi=0,326 м Принимаю трубу диаметром 350 мм. для участка 1-2.
3.Расчет высоты водонапорной башни.
Рассчитаю потери по длине в участках магистрали. Для длинных трубопроводов потери по длине рассчитываются, как hl =q2k2*l,
где q- расход на данном участке,
l- длина участка
k-модуль расхода
Тогда:
hl 3-6=q362k3-62*l3-6=10.129.64*103*1720=18.2 м
hl 2-3=q232k2-32*l2-3=21.221.19*105*1300=4.910 м
hl 1-2=q122k1-22*l1-2=83.8223.550*105*1200=3.578 м
Значит высоту башни можно рассчитать, как:
HБ=V6+ h+ hl 3-6 + hl 2-3 +hl 1-2 - V1
где V-высота отметки поверхности
hl-потеря напора по длине
h- наименьшее допустимое возвышение пьезометрической линии на поверхностью земли в концевой точке.
Тогда:
HБ=2.1+3.1+18.2+4.910+3.578-2.8=29.088 м
4.Расчет ответвлений от магистрали трубопровода.
4.1 Расчет ответвления магистрали трубопровода, проходящего через точки 3-6.
Рассчитаю ответвление 3-4, для этого воспользуюсь формулой для расчета потери расхода по длине:
hl =q2k2*l
q34=q4=11.1 л/с
hl 3-4=V6 + h + hl 3-6 – V4 - h=q3-42k3-42*l3-4
Сложу левую часть:
H 3-4=V6 + h + hl 3-6 – V4 – h=2.1+18.2-2.2=18.1 м
Тогда: k2=q3-42*l3-4H3-4=11,12*125018.1 = 8508.98 (л/с)2
Принимаю трубу с большим квадратом модуля расхода d=125 мм, k2=9.6472*103 (л/с)2
Потеря напора по длине с данным диаметром трубы составляет:
hl 3-4=q3-42k3-42*l3-4=11.12*12509.6472*103=15.96 м
4.2 Расчет ответвления магистрали трубопровода, проходящего через точки 2-5.
Рассчитаю ответвление 2-5, для этого воспользуюсь формулой для расчета потери расхода по длине:
hl =q2k2*l
q25=q5+q’*l2-5*0,55=32,9 л/с
hl 2-5=V6 + h + hl 3-6 + hl 2-3 – V5 - h=q2-52k2-52*l2-5
Сложу левую часть:
H 2-5=V6 + h + hl 3-6 + hl 2-3 – V5 – h = 39.2
Тогда: k2=q2-52H25*l2-5=32,92*140039.2=38,657*103 (л/с)2
Принимаю трубу с большим квадратом модуля расхода d=200 мм, k2= 1.1997*105(л/с)2
Потеря напора по длине с данным диаметром трубы составляет:
hl 2-5=q2-52k2-52*l2-5 =32,92*14001.1997*105 = 12,63 м
5.Список литературы
1.Конспект лекций по гидравлике. 2013г.
2. А.Д. Гиргидов «Механика жидкости и газа (гидравлика)». СПБГПУ. 2003г.

Приложенные файлы

  • docx 8868212
    Размер файла: 27 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий