Гидравлический расчет напорных трубопроводов с самотечным водозабором

Содержание

Задание1А................................................. 2

Гидравлический расчет напорных трубопроводов с самотечным водозабором............................................... 2

I РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ......................................... 3

1.1.Подбор диаметра самотечной линии..................... 3

1.2.Определение действительной разности уровней в канале I и колодце II................................................ 3

1.З.Уточнение высоты всасывания h₂........................ 5

1.4.Определение диаметра всасывающей трубы............... 5

1.5.Вычисление разности горизонтов в резервуарах III и IV. 5

1.6.Вычисление полного напора, развиваемого насосом...... 6

1.7.Определение мощности насосной установки.............. 7

Используемая литература.................................. 8

Задание1А

Гидравлический расчет напорных трубопроводов с самотечным водозабором

Из колодца II центробежный насос V перекачивает воду в открытый резервуар III, расположенный на возвышенности (рис. 1). Из резервуара III вода перетекает в резервуар IV через внешний цилиндрический насадок. Колодец II наполняется за счет воды, перетекающей из канала I по самотечной трубе АВ.

Всасывающая труба всасывающей коробкой с обратным клапаном и имеет два поворота с отношением радиуса поворота к диаметру трубы R/d=6.0

Таблица 1 Расчетные данные (ВАРИАНТ №4)

Q	1 вс	h2	h    |  1	l H	dH   H	d   hвак i  вак ',
65	35	2,7	0,46 | 30	120	200     18	60   5.7

где,

Q-производительность насоса, л/с;

1 _вс -длина всасывающей трубы, м;

h-высота установки центра насоса, м;

h -разность горизонтов в канале I и колодце II, м;

1_H -длина напорной линии, м;

1 -длина самотечной трубы, м;

d_H-диаметр напорной линии, мм;

Н-отметка горизонта воды в резервуаре Ш над центром насоса, м;

h-допустимый вакуум во всасывающей трубе и сифоне, м.вод.ст.;

I РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1.1.           Подбор диаметра самотечной линии.

Диаметр трубопровода подбираем с помощью таблицы Шевелева "Таблицы для гидравлического расчета водоворотных труб" ориентируясь при этом на величину заданного расхода воды и ближайшее меньшее значение среднего гидравлического уклона, определяемого по формуле

i_ср = h₁/l₁     (1)

Расход воды, проходящий по трубопроводу, равен подаче насоса. i_ср = h₁/l₁=0,46/30=0,0153 – средний гидравлический уклон.

Трубы электросварные стальные.

 По таблице определили диаметр 250мм., V=1,22 м/c, i=0,00924

Скорость определяется по формуле V_вак=4Q/(pd²)=4*65*10^-3/3,14*0,25²=1,32(м/c)

1.2.     Определение действительной разности уровней в канале I и колодце II.

Считая уровень свободной поверхности воды в канале 1 постоянным, определим разность уровней для выбранного диаметра трубопровода. Для определения разности уровней воды используется уравнение  Д. Бернулли. В нашем случае его удобно записать для двух сечений,совпадающих с уровнем воды в канале 1 и в колодце П относительно плоскости сравнения, проходящей по оси самотечной трубы.

z₁+P/(rg)+av/(2g)=z+P/(rg)+av/(2g)+h    (2)

где z-геометрическая высота;

P-давление;

r-плотность воды;

g-ускорение силы тяжести;

a-коэффициент Кориолиса;

n-средняя скорость потока;

h-суммарные потери напора при движении воды от сечения I к сечению II.

Давление на свободной поверхности воды равно атмосферному, значит P=P. Скорости движения в источнике водоснабжения и в колодце II обычно бывают малы. Поэтому величинами скоростных напоров в уравнении (2) можно пренебречь. Суммарные потери напора включают потери по длине и в местных сопротивлениях. Следовательно

h_{1действ} =z₁-z₂;

h_w =h+Sh             (3)

где h-потери по длине;

h-потери в местных сопротивлениях.

Потери по длине вычисляем по формуле:

 h₁=l*(l₁/d)*V²/(2g)                 (4)

При =0,021, l=30м, d=250мм, V=1,32 согласно формуле (4):

h₁=0,021*(30/0,25)*1,74/(2*10)=0,28м

Местные потери напора h подсчитываем для каждого местного сопротивления по формуле Вейсбаха:

h=SV/(2g)              (5)

где S-коэффициент местных сопротивлений, определяется в зависимости от конструкции и геометрических размеров, S_сет=5,

S _вых=1.

Скорость принимаем в зависимости от выбранного сечения труб:

V=4Q/d                   (6)

При Q=0.065м/с; d=0,25 имеем:

V=4*0,065/(3,14*0,25)=1,32м/с

Далее в расчетах принимаем скорость v=1,32м/с.

Согласно формуле (5):

h=5*1,32/(2*10)=0,44м;

h=1*1,32/(2*10)=0,09м;

Sh_м=h+h=0,44+0,09=0,53м.

Записываем уравнение Бернулли для нашей задачи:

z₁+P/(rg)+av/(2g)=z+P/(rg)+av/(2g)-h  (7)