Расчет
водопроводной сети
Расчет
магистрального трубопровода . Определение высоты водонапорной башни .
Определение расходов.
Курсовая работа
Еронько Ирины 3016/I группы
МВ и ССО РФ
Санкт-Петербургский
Государственный технический университет
Гидротехнический
факультет, кафедра гидравлики
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
1996
Содержание
1. Расчет
водопроводной сети
1.1. Расчет
магистрального трубопровода
1.2. Расчет
ответвлений
1.3.
Определение высоты водонапорной башни
2. Расчет
водопровода
2.1.
Определение расходов , и
2.2..
Построение кривой зависимости и
2.3. Построение
пьезометрической линии для случая , когда
Литература
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 .
Для определения
высоты водонапорной башни сначала рассчитываем потери напора по длине на всех
участках магистрального трубопровода по формуле ( 1.7 ) :
,
,
,
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
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.