Расчёт трубопровода. Плотность и динамическая вязкость воды у потребителей, страница 2

Из табл. П12 определяем, что течение в трубе находится в области гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Блазиуса (11):

При длине трубопровода l₅=320 м его гидравлическое сопротивление согласно уравнению Дарси-Вейсбаха (5)

Принимаем, что точка разветвления е и подогреватель находятся на одной геометрической высоте. За счет гидравлического сопротивления трубопровода и разности высот давление в точке k будет равно

Сопротивление подогревателя составляет 0,067 МПа. Отсюда следует, что для обеспечения требуемого расхода воды для потребителя IIдавление холодной воды после задвижки перед подогревателем должно быть равно

.

Примем, что диаметр задвижки перед подогревателем равен диаметру трубопровода горячей воды. v в подводящем трубопроводе

Из табл. П14 находим, что коэффициент местного сопротивления полностью открытой задвижки x = 0,1. Согласно (6)(методичка стр 7)потеря давления воды на задвижке составит

 Па

Эта величина меньше погрешности округления, поэтому в дальнейших расчетах ее не учитываем.

3. Трубопровод 4

Расход воды составляет q₁ = 80 л/с=0,08 м³/с. Принимаем v₄=1 м/с. Отсюда площадь сечения и диаметр трубопровода

Из табл. П4 принимаем d = 10 мм, d_4,нар=319+2∙10=339 мм. Ближайшей из ряда является труба с наружным диаметром d_4,нар =325 мм. Внутренний диаметр трубы d_4,вн=305 мм = 0,305 м.

Скорость воды в трубе          

.

Согласно табл. П2 для бесшовной стальной новой трубы принимаем величину эквивалентной шероховатости D₄=0,02 мм.

Параметры течения

Из табл. П1 определяем, что течение в трубе находится в области гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Блазиуса (11):

.

При l₄=480 м

При полностью открытой задвижке коэффициент местного сопротивления x = 0,1. Сопротивление задвижки

.

Эта величина также меньше ошибки округления, поэтому сопротивление открытой задвижки не будем учитывать.

           4. Магистральный трубопровод 3

Расход воды по этому трубопроводу равен сумме расходов к потребителям I и II:

.

Задаемся скоростью воды в трубопроводе v₃= 1 м/с.

.

.

Из табл. П4 принимаем d = 16 мм, d_3,нар=422+2∙16=454 мм. Ближайшей из ряда является труба с наружным диаметром d_3,нар =450 мм. Внутренний диаметр трубы d_3,вн=418 мм = 0,418 м.

Скорость воды в трубе          

.

.

Согласно табл. П2 для бесшовной стальной новой трубы принимаем величину эквивалентной шероховатости D₃=0,02 мм.

Параметр

Из табл. П1 определяем, что течение в трубе находится в области гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Блазиуса (11):

.

При l₃=430 м

.

В точке е общий поток разделяется на две части. Тройник в этом узле является раздающим. Для потребителя I с соотношением потоков  и соотношением площадей согласно табл. П17

коэффициент местного сопротивления x_3-4= 1,8. Для потребителя II с соотношением потоков  согласно табл. П18 x_3-5=0,56.

Отсюда потери давления в тройнике составят:

- для потока к потребителю I

;

- для потока к потребителю II

.

Эта величина меньше погрешности округления, поэтому ее не учитываем. Таким образом, для того, чтобы обеспечить потребителя I холодной водой в количестве 0,1 м³/с необходимо, чтобы давление воды в точке е

.

Для того, чтобы обеспечить горячей водой потребителя II, необходимо, чтобы p_e ³ p_r = 0,205 МПа.

Из этих условий принимаем, что р_е = 0,205 МПа, при этом задвижка к потребителю II должна быть открыта полностью, а к потребителю I частично прикрыта таким образом, чтобы ее гидравлическое сопротивление составило

.

Давление воды в точке с после тройника равно

Для снижения затрат электроэнергии на транспорт воды устанавливается стационарный режим работы насоса со среднесуточной производительностью. При этом при пониженном потреблении насос подает воду в бак водонапорной башни, а при повышенном потреблении недостаток производительности насоса компенсируется расходом воды из бака.

При максимальном водопотреблении q₃=0,14 м³/с и коэффициенте неравномерности водопотребления n_max=1,54 среднесуточный расход воды составляет

.

Этот расход обеспечивает насос по трубопроводу 2, остальной поток в количестве q₆=0,14 – 0,0909 = 0,0491 м³/с поступает из бака водонапорной башни по трубопроводу 6.

5. Напорный трубопровод 2

Задаемся скоростью воды в трубопроводе v₂= 1 м/с.

.

.

Из табл. П4 принимаем d = 10 мм, d_2,нар=340+2∙10=360 мм. Ближайшей из ряда является труба с наружным диаметром d_2,нар =351 мм. Внутренний диаметр трубы d_2,вн=331 мм = 0,331 м.

Скорость воды в трубе          

.

.

Согласно табл. П2 для бесшовной стальной новой трубы принимаем величину эквивалентной шероховатости D₂=0,02 мм.

Параметр

Из табл. П1 определяем, что течение в трубе находится в области гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Блазиуса (11):