практическая 31. Практическая работа №1. Практическая работа 1 по дисциплине Основы гидравлики и термодинамики раздел Основы гидравлики

• Название: Практическая работа 1 по дисциплине Основы гидравлики и термодинамики раздел Основы гидравлики
• Анкор: практическая 31
• Дата: 15.11.2022
• Размер: 91.26 Kb.
• Имя файла: Практическая работа №1.docx
• Тип: Практическая работа; #789782
• страница: 1 из 3

Практическая работа №1

по дисциплине «Основы гидравлики и термодинамики»

раздел «Основы гидравлики»
ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Целью данной практической работы является привитие студентам навыков практического применения таких основных разделов, как:

- уравнение Бернулли;

- уравнение неразрывности;

- режимы течения жидкости в трубах;

- гидравлические сопротивления;

- основы расчета трубопроводов;

и многих других разделов и закономерностей изученных в курсе дисциплины.

Задача студентов при выполнении практической работы заключается в кратком и четком изложении теоретического материала затронутых тем в практической работе, а также в расчете параметров трубопровода определение диаметра труб и требуемого напора заданной водопроводной сети.

Расчетную схему трубопровода принять такой, как изображено на рис.1 водопроводная сеть с участком параллельно соединенных труб. Исходные данные для расчетов приведены в таб.1., вариант выбираются по первой букве фамилии:

Буква	А	Б	В	Г	Д	Е	Ё	Ж	З	И
Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Буква__Й__К__Л'>Буква	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т
Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Буква	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Э	Ю	Я
Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

ПЕРЕЧЕНЬ РАЗДЕЛОВ И ПОДРАЗДЕЛОВ КОТОРЫЕ ДОЛЖНЫ СОДЕРЖАТЬСЯ В ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Введение

1.Общая часть.

1. 
   Общие сведения о гидравлике.
   
2. 
   Методы решения задач при расчете трубопроводов.
   
3. 
   Теоретические основы расчета сложного трубопровода.
   

2.Расчетная часть.

2.1 Схема водопроводной сети.

2.2 Исходные данные.

2.3 Выбор магистральной линии.

2.4 Скорость движения жидкости.

2.5 Определение диаметра труб и потерь напора на участках магистральной линии.

2.6 Определение требуемого напора сети.

2.7 Напор в точках ответвления.

2.8 Определение потерь напора в ответвлениях.

2.9 Определение расходных характеристик ответвлений.

2.10 Диаметры труб ответвлений.

2.11 Истинная скорость движения жидкости в ответвлении.

2.12 Обоснование и выбор насоса.

3. Заключение.
Графическая часть

Схема водопроводной сети. (На миллиметровке в масштабе с нанесением всех, определенных в расчетной части, параметров сети.)

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЛОЖНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Сложный трубопровод имеет разветвленные участки, состоящие из нескольких труб (ветвей), между которыми распределяется жидкость, поступающая в трубопровод из питателей.

К таким трубопроводам относятся городские и сельские водопроводы, поливные трубопроводы, трубопроводы различных технических систем, в том числе внутрипочвенного и капельного орошения.

Сечения трубопровода, в которых смыкаются несколько ветвей, называются узлами.

В зависимости от структуры разветвленных участков различают следующие типы сложных трубопроводов; с концевой раздачей жидкости (разветвленная тупиковая сеть), с параллельными ветвями, с кольцевыми участками. В практике встречаются также разнообразные сложные трубопроводы комбинированного типа.

При расчете можно выделить три основные группы задач расчета сложных трубопроводов:

1. 
   определение размеров труб по заданным в них расходам и перепадам напоров в питателях и приемниках,
   
2. 
   определение перепадов напоров в питателях и приемниках, необходимых
   

для обеспечения требуемых расходов в трубах заданных размеров

3. определение расходов в трубах заданных размеров по известным перепадам напоров.

Последние две группы задач представляют проверочные расчеты существующего трубопровода, выясняющие условия работы при различных значениях гидравлических параметров.

Для решения сформулированных задач составляется система уравнений, которые устанавливают функциональные связи между параметрами, характеризующие параметры жидкости в трубах, т.е. размерами труб, расходами жидкости и напорами. Эта система состоит из уравнений баланса расходов для каждого узла и уравнений баланса напоров (уравнений Бернулли) для каждой ветви трубопровода.

Потери напора в трубах выражаются формулой



которую для расчетов удобно привести к виду



В этих выражениях:

l_iи d_i- длина и диаметр трубы;

V_i - средняя скорость потока в трубе;

λ_i- коэффициент сопротивления трения;

ζ_i- коэффициент местного сопротивления;

L_i- приведенная длина трубы (учитывая местные сопротивления с помощью

их эквивалентных длин l_i)



Числовой множитель равен 0,0827= где ускорение свободного падения gвыражен в м/с².

В гидравлически длинном (или просто длинном) трубопроводе потери напора по длине настолько превышают местные потери, что их принимают как некоторую часть потерь по длине.

При расчетах длинных трубопроводов находят потери напора по длине, а затем суммарные местные потери напора учитывают, увеличивая найденные значения на 5…10%.

Конкретный вид системы расчетных уравнений и способы ее решения определяются типом сложного трубопровода и характером поставленной задачи. Для получения однозначного решения системы расчетных уравнений должна быть замкнутой, т.е. число независимых неизвестных в ней должно быть равно числу уравнений.

Ниже приводятся уравнения по расчету основных видов сложных трубопроводов. Расчет ведется с помощью расходных характе­ристик (модуля расхода). Расходная характеристика К представляет собой расход в данной трубе при гидравлическом уклоне, равном единице.
ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ПРОВЕДЕНИЕ РАСЧЕТА ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ

Целью настоящего расчета является определение диаметра труб и потребного напора заданной водопроводной сети.

Водопроводная сеть с участком параллельно соединенных труб.

Расчет водопроводной сети с участком параллельно соединенных трубопроводов

1.Схема водопроводной сети.



Рис.1 Схема водопроводной сети

2. Исходные данные.

Исходные данные берутся из табл.1 и сводятся в свою произвольную таблицу.

Таблица №1

Длина участка (м)
Вариант		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Номер участка	1	100	120	140	160	180	200	220	240	260	280
	2	180	200	220	240	260	160	220	140	160	180
	3	120	140	160	100	120	140	160	100	120	140
	4	200	220	240	260	180	200	220	240	200	220
	5	260	100	120	240	260	180	200	220	240	200
	6	260	180	200	220	100	120	240	260	260	100
	7	240	260	180	200	200	220	100	120	220	240
	8	210	240	240	200	280	210	220	230	220	200
	9	200	230	210	260	190	240	210	240	210	220
	10	220	220	280	210	160	200	240	260	200	210
Расход через ответвление (м3 /с)
Ответвление	СК	0,04	0,015	0,025	0,025	0,02	0,01	0,02	0,01	0,025	0,02
	ДЕ	0,03	0,02	0,035	0,02	0,01	0,025	0,02	0,01	0,015	0,03
	ЖЗ	0.,035	0,01	0,015	0,03	0,02	0,035	0,03	0,02	0,035	0,02
	ЖИ	0,025	0,02	0,01	0,035	0,02	0,01	0,025	0,02	0,01	0,035
Свободный напор (м)
Точка потребления	К	10	12	8	9	11	13	14	10	9	5
	Е	5	4	6	7	5	8	5	7	5	8
	З	25	30	25	20	15	25	25	10	15	25
	И	15	20	15	25	25	15	15	15	10	20
Отметка (м)
Пункт (точка)	А	5	1	4	3	2	3	2	1	6	5
	В	8	4	6	7	3	4	7	10	12	8
	С	10	12	5	4	7	6	4	8	6	5
	Д	12	5	4	7	6	7	10	12	8	11
	Е	8	11	12	5	4	4	7	10	12	8
	Ж	11	12	5	4	10	12	8	10	12	7
	З	5	4	7	6	4	7	10	12	8	9
	И	7	6	4	7	10	12	8	10	12	10
	К	5	4	3	6	4	7	1	2	5	4

3. Выбор магистральной линии,

За магистральную линию обычно принимается, возможно более длинная, включающая возможно большую часть сопротивлений и пропускающая большие количества жидкости. При сравнительной одинаковой длине водопроводных линий и приблизительно равных их сопротивлениях за магистральную линию принимается такая, у которой конечная точка имеет большую отметку высоты (большую высоту горизонта) или больший свободный напор (необходимый располагаемый напор в точке потребления).

4. Скорость движения жидкости.

Обычно принимается, что скорость движения жидкости в магистральных трубопроводах составляет 0,8-2,5 м/с, а скорость движения жидкости в ответвлениях может составлять значения до 10-15 м/с. Поэтому целесообразно принять для расчетов скорость движения жидкости V =1,5 м/с.

5. Определение диаметра трубопроводов и потерь напора на участках магистральной линии.
I. Участок АВ

а) Расход Q_AB = Q_СК +Q_ДЕ + Q_ЖЗ + Q_ЖИ

б) Расчетный диаметр трубопровода определяется из уравнения расхода.


Здесь

в) Диаметр трубопровода по сортаменту и его расходная характеристика



г) Истинная скорость,



д) Потеря напора



Здесь коэффициент 1,1 введен для учета потерь на местных сопротивлениях, вы берёте коэффициент, целесообразно исходя из своих данных водопроводной сети.
2. Участок ВС.

а) Определение расхода через ветви участка. Для этого записываются следующие очевидные уравнения

∆h_вc = ∆h_вc2= ∆h_вc3 = и т.д.

Q_AB = Q_BC2 + Q _BC3 + Q _BC4
Это позволяет составить следующие три уравнения

=

=

Q_AB= Q_BC2 + Q_BC3 + Q_BC4

Из этих уравнений можно определить все неизвестные

Q_BC2 , Q _BC3 и Q _BC4

б) Потеря напора на участке ВС.

∆h_вc = ∆h_вci=

3. Участок СД.

а) Расход Q _CД = Q _АВ – Q_СК

б) Диаметр трубопровода находится из уравнения расхода



в) По сортаменту находятся диаметр трубопровода и его расходная характеристика:



г) Истинная скорость



д) Потеря напора



Остальные участки в зависимости от выбранной магистральной линии рассчитываются аналогичным образом.

6. Определение потребного напора сети.

Потребным напором сети является напор в точке А, определяется он как полная потеря напора на всей магистральной линии, складывающаяся из суммы потерь напора (местных и по длине) на участках этой линии, разности отметок конечной и начальной точек магистральной линии и свободного напора в точке потребления на конце магистральной линии.

Н_{потр .}= Н_А = Σ∆h_i + (Z_З – Z_А) + Н_св.З

Здесь

Σ∆h_i = ∆h_ав + ∆h_вс+ ∆h_сд +∆h_дж+ ∆h_жз

где Σ∆h_i – потери напора (местные и по длине) на всей магистральной линии Z_З и Z_А – отметки конечной и начальной точек магистральной линии.

Н_св.З