гидравлика. гид.№1. 1 Определим расход на каждом участке

• Название: 1 Определим расход на каждом участке
• Анкор: гидравлика
• Дата: 21.04.2023
• Размер: 118.66 Kb.
• Имя файла: гид.№1.docx
• Тип: Документы; #1079621

1)Определим расход на каждом участке

Участок №1 (38-46) расход равен 5 л/с =0,005 м³/c

Участок №2 (46-73) расход равен 11 л/с=0,011 м³ /c

Участок №3 (73-91) расход равен 17 л/с=0,017 м³ /c

Участок №4 (40-22) расход равен 6 л/с=0,006 м³ /c

Участок №5 (22-11) расход равен 11 л/с=0,011 м³ /c

Участок №6 (11-1) расход равен 16 л/с=0,016 м³ /c

Участок №7 (42-51) расход равен 5 л/с=0,005 м³ /c

Участок №8 (51-58) расход равен 10 л/с=0,010 м³ /c

Участок №9 (58-76) расход равен 16 л/с=0,016 м³ /c

Участок №10 (76-87) расход равен 21 л/с=0,021 м³ /c

Участок №11 (53-35) расход равен 5 л/с=0,005 м³ /c

Участок №12 (35-12) расход равен 10 л/с=0,010 м³ /c

Участок №13 (35-9) расход равен 4 л/с=0,004 м³ /c

Участок №14 (63-70) расход равен 6 л/с=0,006 м³ /c

Участок №15 (70-80) расход равен 11 л/с=0,011 м³ /c

Участок №16 (80-98) расход равен 16 л/с=0,016 м³ /c

Участок №17 (63-53) расход равен 5 л/с=0,005 м³ /c

Участок №18 (53-42) расход равен 11 л/с=0,011 м³ /c

Участок №19 (42-40) расход равен 17 л/с=0,017 м³ /c

Участок №20 (40-38) расход равен 22 л/с=0,022 м³ /c

2) Выбираем экономическую скорость течения

Принимаем Vэк= 1 м/с

Наиболее экономичной скоростью воды в трубопроводе является скорость от 1-3 м/с. На крупных системах большая скорость, на малых системах меньшая. Принимаем среднюю скорость движения воды равной 1 м/с.

3)Рассчитываем диаметр труб

Диаметр трубопровода определяется по формуле:



где d - внутренний диаметр трубопровода,
G - расход воды, м³/сек,
π - число пи, математическая константа
V - скорость движения воды, м/с

Участок №1 (38-46) d = √(4 * 0.005/ (3.14 * 1)) = 0.08 м = 80 мм

Участок №2 (46-73) d = √(4 * 0.011/ (3.14 * 1)) = 0.118 м = 118 мм

Участок №3 (73-91) d = √(4 * 0.017/ (3.14 * 1)) = 0.147 м = 147 мм

Участок №4 (40-22) d = √(4 * 0.006/ (3.14 * 1)) = 0.087 м = 87 мм

Участок №5 (22-11) d = √(4 * 0.011/ (3.14 * 1)) = 0.118 м = 118 мм

Участок №6 (11-1) d = √(4 * 0.016/ (3.14 * 1)) = 0.143 м = 143 мм

Участок №7 (42-51) d = √(4 * 0.005/ (3.14 * 1)) = 0.08 м = 80 мм

Участок №8 (51-58) d = √(4 * 0.01/ (3.14 * 1)) = 0.113 м = 113 мм

Участок №9 (58-76) d = √(4 * 0.016/ (3.14 * 1)) = 0.143 м = 143 мм

Участок №10 (76-87) d = √(4 * 0.021/ (3.14 * 1)) = 0.164 м = 164 мм

Участок №11 (53-35) d = √(4 * 0.005/ (3.14 * 1)) = 0.08 м = 80 мм

Участок №12 (35-12) d = √(4 * 0.01/ (3.14 * 1)) = 0.113 м = 113 мм

Участок №13 (35-9) d = √(4 * 0.004/ (3.14 * 1)) = 0.071 м = 71 мм

Участок №14 (63-70) d = √(4 * 0.006/ (3.14 * 1)) = 0.087 м = 87 мм

Участок №15 (70-80) d = √(4 * 0.011/ (3.14 * 1)) = 0.118 м = 118 мм

Участок №16 (80-98) d = √(4 * 0.016/ (3.14 * 1)) = 0.143 м = 143 мм

Участок №17 (63-53) d = √(4 * 0.005/ (3.14 * 1)) = 0.08 м = 80 мм

Участок №18 (53-42) d = √(4 * 0.011/ (3.14 * 1)) = 0.118 м = 118 мм

Участок №19 (42-40) d = √(4 * 0.017/ (3.14 * 1)) = 0.147 м = 147 мм

Участок №20 (40-38) d = √(4 * 0.022/ (3.14 * 1)) = 0.167 м = 167 мм

4) Находим скорость движения воды м/c

Расчет скорости воды в трубе

Скорость движения воды в трубопроводе определяется по формуле:



где V - скорость движения воды, м/с,
G - расход воды, м³/сек,
π - число пи, математическая константа
d - внутренний диаметр трубопровода, м.

Участок №1 (38-46) d 0.08 м = 80 мм; V = 4 * 0.005/ (3.14 * 0.08²) = 0.995 м/c

Участок №2 (46-73) d 0.118 м = 118 мм; V = 4 * 0.011/ (3.14 * 0.118²) = 1.006 м/c

Участок №3 (73-91) d 0.147 м = 147 мм; V = 4 * 0.017/ (3.14 * 0.147²) = 1.002 м/c

Участок №4 (40-22) d 0.087 м = 87 мм; V = 4 * 0.006/ (3.14 * 0.087²) = 1.01 м/c

Участок №5 (22-11) d 0.118 м = 118 мм; V = 4 * 0.011/ (3.14 * 0.118²) = 1.006 м/c

Участок №6 (11-1) d 0.143 м = 143 мм; V = 4 * 0.016/ (3.14 * 0.143²) = 0.997 м/c

Участок №7 (42-51) d 0.08 м = 80 мм; V = 4 * 0.005/ (3.14 * 0.08²) = 0.995 м/c

Участок №8 (51-58) d 0.113 м = 113 мм; V = 4 * 0.01/ (3.14 * 0.113²) = 0.998 м/c

Участок №9 (58-76) d 0.143 м = 143 мм; V = 4 * 0.016/ (3.14 * 0.143²) = 0.997 м/c

Участок №10 (76-87) d 0.164 м = 164 мм; V = 4 * 0.021/ (3.14 * 0.164²) = 0.995 м/c

Участок №11 (53-35) d 0.08 м = 80 мм; V = 4 * 0.005/ (3.14 * 0.08²) = 0.995 м/c

Участок №12 (35-12) d 0.113 м = 113 мм; V = 4 * 0.01/ (3.14 * 0.113²) = 0.998 м/c

Участок №13 (35-9) d 0.071 м = 71 мм; V = 4 * 0.004/ (3.14 * 0.071²) = 1.011 м/c

Участок №14 (63-70) d 0.087 м = 87 мм; V = 4 * 0.006/ (3.14 * 0.087²) = 1.01 м/c

Участок №15 (70-80) d 0.118 м = 118 мм; V = 4 * 0.011/ (3.14 * 0.118²) = 1.006 м/c

Участок №16 (80-98) d 0.143 м = 143 мм; V = 4 * 0.016/ (3.14 * 0.143²) = 0.997 м/c

Участок №17 (63-53) d 0.08 м = 80 мм; V = 4 * 0.005/ (3.14 * 0.08²) = 0.995 м/c

Участок №18 (53-42) d 0.118 м = 118 мм; V = 4 * 0.011/ (3.14 * 0.118²) = 1.006 м/c

Участок №19 (42-40) d 0.147 м = 147 мм; V = 4 * 0.017/ (3.14 * 0.147²) = 1.002 м/c

Участок №20 (40-38) d 0.167 м = 167 мм; V = 4 * 0.022/ (3.14 * 0.167²) = 1.005 м/c

5) Кинематическая вязкость воды при t=95 C

Кинематическая вязкость воды существенно зависит от температуры

Число Рейнольдса - безразмерный показатель режима течения жидкости, определяется по формуле:



где V - скорость движения воды, м/с,

d - внутренний диаметр трубопровода, м,

ν - кинематическая вязкость воды, м2/с

при 95 °С кинематическая вязкость ν=2.99E-7 м²/c;

Участок №1 (38-46) d 0.08 м = 80 мм; V=0.995 м/c; Re = 0.995*0.08/2.99E-7 = 266221

Участок №2 (46-73) d 0.118 м = 118 мм; V=1.006 м/c; Re = 1.006*0.118/2.99E-7 = 397017

Участок №3 (73-91) d 0.147 м = 147 мм; V=1.002 м/c; Re = 1.002*0.147/2.99E-7 = 492622

Участок №4 (40-22) d 0.087 м = 87 мм; V = 1.01 м/c; Re = 1.01*0.087/2.99E-7 = 293880

Участок №5 (22-11) d 0.118 м = 118 мм; V = 1.006 м/c; Re = 1.006*0.118/2.99E-7 = 397017

Участок №6 (11-1) d 0.143 м = 143 мм; V = 0.997 м/c; Re = 0.997*0.143/2.99E-7 = 476826

Участок №7 (42-51) d 0.08 м = 80 мм; V = 0.995 м/c; Re = 0.995*0.08/2.99E-7 = 266221

Участок №8 (51-58) d 0.113 м = 113 мм; V = 0.998 м/c; Re = 0.998*0.113/2.99E-7 = 377171

Участок №9 (58-76) d 0.143 м = 143 мм; V = 0.997 м/c; Re = 0.997*0.143/2.99E-7 = 476826

Участок №10 (76-87) d 0.164 м = 164 мм; V = 0.995 м/c; Re = 0.995*0.164/2.99E-7 = 545753

Участок №11 (53-35) d 0.08 м = 80 мм; V = 0.995 м/c; Re = 0.995*0.08/2.99E-7 = 266221

Участок №12 (35-12) d 0.113 м = 113 мм; V = 0.998 м/c; Re = 0.998*0.113/2.99E-7 = 377171

Участок №13 (35-9) d 0.071 м = 71 мм; V = 1.011 м/c; Re = 1.011*0.071/2.99E-7 = 240070

Участок №14 (63-70) d 0.087 м = 87 мм; V = 1.01 м/c; Re = 1.01*0.087/2.99E-7 = 293880

Участок №15 (70-80) d 0.118 м = 118 мм; V = 1.006 м/c; Re = 1.006*0.118/2.99E-7 = 397017

Участок №16 (80-98) d 0.143 м = 143 мм; V = 0.997 м/c; Re = 0.997*0.143/2.99E-7 = 476826

Участок №17 (63-53) d 0.08 м = 80 мм; V = 0.995 м/c; Re = 0.995*0.08/2.99E-7 = 266221

Участок №18 (53-42) d 0.118 м = 118 мм; V = 1.006 м/c; Re = 1.006*0.118/2.99E-7 = 397017

Участок №19 (42-40) d 0.147 м = 147 мм; V = 1.002 м/c; Re = 1.002*0.147/2.99E-7 = 492622

Участок №20 (40-38) d 0.167 м = 167 мм; V = 1.005 м/c; Re = 1.005*0.167/2.99E-7 = 561321

6)Находим для каждого участка коэффициент гидравлического трения

λ=0,11( к/d+ 68/Re )^{0.25 λ определяется по формуле Альтшуля}

где k=0.1 - абсолютная шероховатость трубы

d - внутренний диаметр трубопровода, м,

Re -число Рейнольдса

Участок №1 (38-46) d 0.08 м = 80 мм; Re = 266221; λ = 0.11*(0.1/80+68/266221)^0.25 = 0.021667

Участок №2 (46-73) d 0.118 м = 118 мм; Re = 397017; λ = 0.11*(0.1/118+68/397017)^0.25 = 0.019652

Участок №3 (73-91) d 0.147 м = 147 мм; Re = 492622; λ = 0.11*(0.1/147+68/492622)^0.25 = 0.018605

Участок №4 (40-22) d 0.087 м = 87 мм; Re = 293880; λ = 0.11*(0.1/87+68/293880)^0.25 = 0.021204

Участок №5 (22-11) d 0.118 м = 118 мм; Re = 397017; λ = 0.11*(0.1/118+68/397017)^0.25 = 0.019652

Участок №6 (11-1) d 0.143 м = 143 мм; Re = 476826; λ = 0.11*(0.1/143+68/476826)^0.25 = 0.018737

Участок №7 (42-51) d 0.08 м = 80 мм; Re = 266221; λ = 0.11*(0.1/80+68/266221)^0.25 = 0.021667

Участок №8 (51-58) d 0.113 м = 113 мм; Re = 377171; λ = 0.11*(0.1/113+68/377171)^0.25 = 0.019873

Участок №9 (58-76) d 0.143 м = 143 мм; Re = 476826; λ = 0.11*(0.1/143+68/476826)^0.25 = 0.018737

Участок №10 (76-87) d 0.164 м = 164 мм; Re = 545753; λ = 0.11*(0.1/164+68/545753)^0.25 = 0.018108

Участок №11 (53-35) d 0.08 м = 80 мм; Re = 266221; λ = 0.11*(0.1/80+68/266221)^0.25 = 0.021667

Участок №12 (35-12) d 0.113 м = 113 мм; Re = 377171; λ = 0.11*(0.1/113+68/377171)^0.25 = 0.019873

Участок №13 (35-9) d 0.071 м = 71 мм; Re = 240070; λ = 0.11*(0.1/71+68/240070)^0.25 = 0.022309

Участок №14 (63-70) d 0.087 м = 87 мм; Re = 293880; λ = 0.11*(0.1/87+68/293880)^0.25 = 0.021204

Участок №15 (70-80) d 0.118 м = 118 мм; Re = 397017; λ = 0.11*(0.1/118+68/397017)^0.25 = 0.019652

Участок №16 (80-98) d 0.143 м = 143 мм; Re = 476826; λ = 0.11*(0.1/143+68/476826)^0.25 = 0.018737

Участок №17 (63-53) d 0.08 м = 80 мм; Re = 266221; λ = 0.11*(0.1/80+68/266221)^0.25 = 0.021667

Участок №18 (53-42) d 0.118 м = 118 мм; Re = 397017; λ = 0.11*(0.1/118+68/397017)^0.25 = 0.019652

Участок №19 (42-40) d 0.147 м = 147 мм; Re = 492622; λ = 0.11*(0.1/147+68/492622)^0.25 = 0.018605

Участок №20 (40-38) d 0.167 м = 167 мм; Re = 561321; λ = 0.11*(0.1/167+68/561321)^0.25 = 0.018018

7)Расчет участков длины трубопровода

d =√ (a2+b2)

Участок №1 (38-46) м

Участок №2 (46-73) L=600м

Участок №3 (73-91) L=400м

Участок №4 (40-22) L=400м

Участок №5 (22-11) м

Участок №6 (11-1) м

Участок №7 (42-51) L=200м

Участок №8 (51-58)

Участок №9 (58-76) L=400м

Участок №10 (76-87) м

Участок №11 (53-35) L=400м

Участок №12 (35-12)  м

Участок №13 (35-9) L =√ (6002+2002)=632,46 м

Участок №14 (63-70) м

Участок №15 (70-80) м

Участок №16 (80-98) L=400м

Участок №17 (63-53) м

Участок №18 (53-42) м

Участок №19 (42-40) L=400м

Участок №20 (40-38) L=400м

8) Находим потери на участках трубопровода

Потери напора в трубопроводе H, [м] по формуле Дарси — Вейсбаха: = Метр водяного столба

Участок №1 (38-46) H = (0.021667*282.84*0.995²)/(2*80*9.8) = 3.869 м в.ст.

Участок №2 (46-73) H = (0.019652*600*1.006²)/(2*118*9.8) = 5.16 м в.ст.

Участок №3 (73-91) H = (0.018605*400*1.002²)/(2*147*9.8) = 2.593 м в.ст.

Участок №4 (40-22) H = (0.021204*400*1.01²)/(2*87*9.8) = 5.074 м в.ст.

Участок №5 (22-11) H = (0.019652*447.21*1.006²)/(2*118*9.8) = 3.846 м в.ст.

Участок №6 (11-1) H = (0.018737*282.84*0.997²)/(2*143*9.8) = 1.879 м в.ст.

Участок №7 (42-51) H = (0.021667*200*0.995²)/(2*80*9.8) = 2.736 м в.ст.

Участок №8 (51-58) H = (0.019873*447.21*0.998²)/(2*113*9.8) = 3.997 м в.ст.

Участок №9 (58-76) H = H = (0.018737*400*0.997²)/(2*143*9.8) = 2.658 м в.ст.

Участок №10 (76-87) H = H = (0.018108*447.21*0.995²)/(2*164*9.8) = 2.494 м в.ст.

Участок №11 (53-35) H = (0.021667*400*0.995²)/(2*80*9.8) = 5.472 м в.ст. L=400м

Участок №12 (35-12)  H = (0.019873*282.84*0.998²)/(2*113*9.8) = 2.528 м в.ст.

Участок №13 (35-9) L H = (0.022309*632.46*1.011²)/(2*71*9.8) = 10.363 м в.ст.

Участок №14 (63-70) H = (0.021204*447.21*1.01²)/(2*87*9.8) = 5.673 м в.ст.

Участок №15 (70-80) H = (0.019652*282.84*1.006²)/(2*118*9.8) = 2.432 м в.ст.

Участок №16 (80-98) H = (0.018737*400*0.997²)/(2*143*9.8) = 2.658 м в.ст.

Участок №17 (63-53) H = (0.021667*282.84*0.995²)/(2*80*9.8) = 3.869 м в.ст.

Участок №18 (53-42) H = (0.019652*447.21*1.006²)/(2*118*9.8) = 3.846 м в.ст.

Участок №19 (42-40) H = (0.018605*400*1.002²)/(2*147*9.8) = 2.593 м в.ст.

Участок №20 (40-38) H = (0.018018*400*1.005²)/(2*167*9.8) = 2.224 м в.ст.

Диаметры труб по госту