ЗадачА 1 по дисциплине гидрогазодинамика номер варианта 0 Выполнил (подпись, дата)

• Название: ЗадачА 1 по дисциплине гидрогазодинамика номер варианта 0 Выполнил (подпись, дата)
• Дата: 05.12.2022
• Размер: 0.77 Mb.
• Имя файла: KZ1_018-ob_s_zamechaniami.docx
• Тип: Задача; #829290

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВО «АмГУ»)

Факультет инженерно-физический

Кафедра физики
кейс-задачА №1

по дисциплине гидрогазодинамика

номер варианта 0
Выполнил


_{(подпись, дата)}
студент группы 018-об _________________________ В.А. Шешера
Проверил

_{(подпись, дата)}

доцент, канд. физ.-мат. наук _________________________И.В. Верхотурова


Благовещенск 2021

«Гидравлический расчёт разветвлённого трубопровода»
Исходные данные:

Имеется схема разветвлённого трубопровода (рисунок 1).



Рисунок 1- Схема разветвлённого трубопровода
Таблица 1 - Исходные данные по варианту

Длина трубопровода
L1, м	6
L2, м	115
L3, м	45
L4, м	172
L5, м	99
L6, м	80
L7, м	60
L8, м	17
Расход жидкости на участке
q4-5 , л/с	36
q4-6, л/с	50
q3-7, л/с	49
q2-8, л/с	14
Оптимальная скорость течения воды Vopt ,м/с	1,5
Характеристика труб	Железобетонные

Определить:

Для гидравлического расчета трубопровода необходимо:

- рассчитать и подобрать характеристики труб магистрали и ответвления,

- рассчитать потери на трение в основной магистрали и в ответвлениях,

- рассчитать разность давлений в основной магистрали и ответвлении и на основании полученных данных установить необходимость установки запорной арматуры на ответвлении,

- подобрать марку насоса,

- построить пьезометрический график и сформулировать выводы.
РЕШЕНИЕ
1. Расчёт потерь на трение в основной магистрали.

1.1 Основная магистраль 1-5.

1. 2 Расход воды на отдельных участках магистрали:















Результаты расчетов расходов занесём в таблицу 2.

1.3 Теоретические диаметры труб основной магистрали:











Наибольшие стандартные значения диаметров труб для главной магистрали.



м

м

м

Результаты расчетов расходов занесём в таблицу 2.

1.4 Потери на трение на каждом участке магистрали:













Полученные значения потерь на трение для каждого участка занести в таблицу 2.

1.5 Суммарные потери на трение по основной магистрали:





2. Расчёт гидравлических параметров ответвлений.

2.1 Теоретическое значение расходной характеристики трубы на каждом ответвлении:

Так как участки 4-6 и 4-5 соединены между собой параллельно, то теоретические потери на участке 4-6:



Из формулы определяем теоретическое значение расходной характеристики трубы на участке 4-6 по формуле:





Определяем значение расходной характеристики трубы и по нему находим диаметр трубы участка 4-6. Полученный результат диаметра заносим в таблицу 2.

,

Так как участки 3-7 c 3-4 и 2-8 с 2-3 соединены между собой последовательно, то теоретические потери на участках 3-7 и 2-8:





Из формул и определяем теоретические значения расходных характеристик труб на участках 3-7 по формулам:





Ближайшее стандартное значение расходной характеристики для каждого ответвления и соответствующий ему диаметр трубы ответвления:





Полученный результат диаметра заносим в таблицу 2.

2.2 Действительные потери на трение в каждом ответвлении:









2.3 Величина невязки для каждого ответвления:









Если  превышает 5 %, то для погашения разности давлений необходимо поставить запорную арматуру – задвижку.

Для каждого ответвления необходимо поставить задвижку.

2.4 Значение скорости движения жидкости в каждом ответвлении:









2.5 Коэффициент местного сопротивления:









Для 2-8 степень открытия задвижки - .

Для 3-7 степень открытия задвижки - .

Для 4-6 степень открытия задвижки - .

3. Выбор марки насоса, обеспечивающий требуемый напор.

3.1 Основные параметры насоса:

Необходимая подача, т.е. расход жидкости, подаваемой насосом, определяется как расход жидкости на первом участке.

Общая формула расчета напора (диаметры всасывающего и нагнетающего патрубком приняты одинаковыми):



Скорость жидкости на всасывающей магистрали найдем по формуле:





3.2 Марка насоса, обеспечивающий заданные условия работы проектируемого трубопровода.

Выбор насосов производится по таблице насосов.

Исходя из полученных значений подачи и напора, мы делаем вывод о использовании двух насосов, присоединенных параллельно. Т.к. один насос не может реализовать полной подачи.

К данному трубопроводу можно установить насосы марки 8КМ-18.

Параметры насоса:

Подача Q – 285 м³/ч или 79,1 л/с По расходу не обеспечивает. Необходимо использовать параллельное подключение двух одинаковых насосов данной марки. При таком подключении напор не изменяется, а расход насосов суммируется.
Полный напор Н – 18,9 м

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания – 5,5 м

4. Построение пьезометрического графика.



5. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы.

Таблица 2

Результаты расчетов

Длина трубопровода, Li, м		Расход жидкости на участке трубопровода Qi , л/с			Диаметры участков трубопровода, di, мм			Потери на трение участков трубопровода, hi, м
L2	115	Q1-2	149	d1-2		400	h1-2		0,558
L3	45	Q2-3	135	d2-3		350	h2-3		0,36
L4	172	Q3-4	86	d3-4		300	h3-4		1,154
L5	99	Q4-5	36	d4-5		200	h4-5		1,041
L6	80	Q4-6	50	d4-6		250	h4-6		0,512
L7	60	Q3-7	49	d3-7		200	h3-7		1,169
L8	17	Q2-8	14	d2-8		100	h2-8		1,044

Вывод: Рассчитали и подобрали характеристики труб магистрали и ответвления, рассчитали потери на трение в основной магистрали и в ответвлениях (h_1-2=0,558; h_2-3=0,36; h_3-4=1,154; h_4-5=1,041; h_4-6=0,512; h_3-7=1,169; h_2-8=1,044). Рассчитали разность давлений в основной магистрали и ответвлении, на основании полученных данных установили необходимость установки запорной арматуры на ответвлении. По основным параметрам насоса (напор и расход) подобрали марку насосов – 8КМ-18. Построили пьезометрический график.

На основании графика можно сказать, что наибольшие потери на трение на участке 3-4. Связано это с уменьшением диаметра основного участка магистрали. На ответвлениях наибольшие потери на участке 3-7. Связано это с резким уменьшением диаметра.