Расчет разветвленных трубопроводов. Выбор и расчет магистрали. Поправка за неквадратичность течения. Расчет мощности двигателя насоса

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Вариант - 1

	Гидромеханика

 

По дисциплине  __________________________________________________________

________________________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

	Расчет разветвленных трубопроводов

 

Тема:  ___________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

	/ /

 

Выполнил: студент гр.  ГГ-01          __________________             

^{(подпись)                               (Ф.И.О.)}

Дата: _____03.12.03______

ПРОВЕРИЛ:

/ /

доцент

       

Руководитель:   ________                     _____________            

 ^{(должность)                                          (подпись)                                               (Ф.И.О.)}

 

Санкт-Петербург

2003 год

1.  Задание

Определить высоту установки насоса и мощность двигателя насоса, а также построить пьезометрическую линию и профиль трубопроводов.[1]

2.  Данные

Таблица 1

Участковые расходы, л/с					Длины участков, м
Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	L0-1	L1-2	L2-3	L3-4	L4-5	L2-6
15	23	17	25	20	30	3100	2200	1000	3500	4100

Геодезические отметки, м					Коэффициент местного сопротивления	Допустимый вакуум участка	КПД   Насоса
Z2	Z3	Z4	Z5	Z6
35	47	33	50	45	15	65	0,7

3.  Выбор магистрали

В магистраль  должны входить последовательно соединенные участки, наиболее нагруженные по расходу и имеющие сравнительно большую протяженность.[1]

Рассмотрим два участка, 1-2-3-4-5:

Второй участок 1-2-6:

Выбираем магистраль 3-4-5, т.к.  и

4.  Расчеты

4.1  Расчет магистрали

Расчет участка 4-5:

Напор в конце участка:  

где - гарантированный напор в узлах расхода, - геодезическая отметка т.5

Потери напора на участке:

 , где - длина участка 4-5

Скорость течения:

Предварительно определяем диаметр по формуле:

,                                

где - расход на участке 4-5                 - предельная скорость (0,6м/с)

Затем округляем диаметр до ближайщего большего значения  по таблице 3 [1]  и определяем расходную характеристику  для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб (трубы нормальные [3]).

                          

Скорость течения:

.

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.

         , где - поправка за неквадратичность течения, выбирается из табл. 4 [1].

Потери напора на участке:

Напор в начале участка:

Рабочий напор в начале участка:    

Значение рабочего напора удовлетворяет заданию.

Расчет участка 3-4:

Потери напора на участке:

, где - длина участка 3-4

Предварительно определяем диаметр по формуле:

                     

где - расход на участке 3-4                 - предельная скорость (0,6м /с)

Затем округляем диаметр до ближайщего большего значения  по таблице 3 [1]  и определяем расходную характеристику  для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб ( трубы нормальные [3]).

  

Скорость течения:

                        .

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.

          , где - поправка за неквадратичность течения, выбирается из табл. 4 [1].

Потери напора на участке:

Напор в конце участка:         

где - гарантированный напор в узлах расхода, - геодезическая отметка т.4

Напор в начале участка:  

Рабочий напор в начале участка:    

Значение рабочего напора не удовлетворяет заданию.Следовательно,

Расчет участка 2-3:

Напор в начале участка:

Потери напора на участке:

,     где - длина участка 2-3

Предварительно определяем диаметр по формуле:

                     

где - расход на участке 2-3                 - предельная скорость (0,8м/с)

Затем округляем диаметр до ближайщего большего значения  по таблице 3 [1]  и определяем расходную характеристику  для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб ( трубы нормальные [3]).

           

Скорость течения:

                        .

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.

          , где - поправка за неквадратичность течения, выбирается из табл. 4 [1].

Потери напора на участке:

Напор в начале участка:

Рабочий напор в начале участка:    

Значение рабочего напора удовлетворяет заданию.

Расчет участка (ветви) 2-6:

Напор в начале участка: ,

Потери напора на участке:

, где - длина участка 2-6

Предварительно определяем диаметр по формуле:

                     

где - расход на участке 2-6                 - предельная скорость (0,6м/с)

Определяем расходную характеристику  для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб ( трубы нормальные [3]).

   

Скорость течения:

        

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.

         , где - поправка за неквадратичность течения, выбирается из табл. 4 [1].

Потери напора на участке:

Напор в начале участка:

Получили два значения напора H₂ из участка 2-3 и 2-6, истинное значение большее, т.е. H₂=76,92 м.

Пересчитывавем значения напоров:

Расчет участка 1-2:

Напор в начале участка:

Потери напора на участке:

, где - длина участка 1-2

Предварительно определяем диаметр по формуле:

                      

где - расход на участке 1-2                 - предельная скорость (2,01м/с)

Затем округляем диаметр до ближайщего большего значения  по таблице 3 [1]  и определяем расходную характеристику  для зоны развитого турбулентного течения и выбранного сортамента труб ( трубы нормальные [3]).

   

Скорость течения:

            .

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.

          , где - поправка за неквадратичность течения, выбирается из табл. 4 [1].

Потери напора на участке:

Напор в начале участка:    

4.2  Расчет мощности двигателя насоса

где Н₁- пьезометрический напор в точке 1; Q_0-1 – расход на участке