Построение трассы трубопровода. Построение профиля трассы трубопровода распределительной сети

• Название: Построение профиля трассы трубопровода распределительной сети
• Анкор: Построение трассы трубопровода
• Дата: 14.03.2023
• Размер: 196.15 Kb.
• Имя файла: Moe_RGZ.docx
• Тип: Документы; #989489

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Расчетно-графическая работа

Вариант 16

По дисциплине:Гидравлика

Тема: Построение профиля трассы трубопровода распределительной сети

Выполнил: студент гр. НБ-20 Чужинов К.С.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Оценка:

Дата:

Проверил

Руководитель: ассистент _________ Фетисов В.Г.

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}
Санкт-Петербург

2022

Задание для варианта 5.14.16

Построить профиль трассы трубопровода распределительной сети и пьезометрическую линию, а также определить высоту установки насоса Z_н и приводную мощность насоса N_пр.

Начальные данные:

Участковый расход: Q₂ = 15 л/с; Q_з = 21 л/с; Q₄ = 18 л/с; Q₅ = 25 л/с; Q₆ = 19л/с.

Длины участков: l_0-1 = 35 м; l_1-2 = 2400м; l_2-3 = 2900м; 1_3-4 = 3500м; l_4-5 = 1300м;

L_2-6 = 4400м.

Геодезические отметки: z₂ = 33м; z₃ = 54м; z₄ = 63м; z₅ = 42м; z₆ = 39м.

Коэффициент местных сопротивлений: ζ_0-1 = 22;

Частота вращения насоса: n = 1200 об/мин;

КПД насоса: η=0,7.

Вид труб: Чугунные новые

Условная схема:



Рис.1 Условная схема распределительной сети

Выбор магистрали:

В магистраль должны входить последовательно соединенные участки простых трубопроводов, образующие наиболее нагруженную по расходу и наиболее протяженную линию.

Согласно рис.1 в магистраль входят участки 0-1 и 1-2, далее необходимо сравнить между собой направления 2-6 и 2-3-4-5.

Рассмотрим два участка:

Участок №1: 1-2-3-4-5

1. 
   Определяем транзитные расходы на этих участках:
   

2. 
   Определим суммарную длину:
   

Участок №2: 1-2-6

1. 
   Определяем транзитные расходы на этом участке:
   

2. 
   Определим длину:
   

Так как и , то магистралью является сеть из участков: 0-1, 1-2, 2-3, 3-4 и 4-5. Участок 2-6, не вошедший в магистраль, является ветвью.
Расчет магистрали

Расчет магистрали следует начинать с наиболее удаленного от насоса участка, которым в примере является участок 4-5, и далее рассчитывать участки последовательно против потока (3-4; 2-3; 1-2; 0-1).

Участок 4-5:

Предварительно необходимо определить диаметр d^’_4-5:



Далее по таблице выбираем ближайшее к  значение и соответствующий ему модуль расхода при квадратичном сопротивлении =444,3 л/с для заданного вида труб, который до уточнения является приблизительной величиной. Определить фактическую скорость жидкости на данном участке:



Рассчитаем число Рейнольдса для воды при 20ºС





Так как , то необходимо уточнить значение расходной характеристики на участке для перехода из квадратичной: =



Следовательно,

Потери напора на участке:



где - длина участка 4-5

Напор в конце участка:

где - гарантированный напор в узлах расхода, - геодезическая отметка

Напор в начале участка:

Рабочий напор в начале участка:

Значение рабочего напора не удовлетворяет условию , , следовательно необходимо определить величину недостающего напора.

Поднимем напоры на величину напоры в начале и конце участка.

, тогда

Напор в начале участка:

Напор в конце участка:

Рабочий напор в начале участка:

Теперь значение рабочего напора удовлетворяет условию ,

Участок 3-4:

Предварительно необходимо определить диаметр d^’_3-4:



Далее по таблице выбираем ближайшее к  значение и соответствующий ему модуль расхода при квадратичном сопротивлении =798,8 л/с для заданного вида труб, который до уточнения является приблизительной величиной. Определить фактическую скорость жидкости на данном участке:



Рассчитаем число Рейнольдса для воды при 20ºС





Так как , то необходимо уточнить значение расходной характеристики на участке для перехода из квадратичной: =



Следовательно,

Потери напора на участке:



где - длина участка 3-4

Напор в конце участка:

где - гарантированный напор в узлах расхода, - геодезическая отметка

Напор в начале участка:

Рабочий напор в начале участка:

Значение рабочего напора удовлетворяет условию , .

Участок 2-3:

Предварительно необходимо определить диаметр d^’_2-3:



Далее по таблице выбираем ближайшее к  значение и соответствующий ему модуль расхода при квадратичном сопротивлении =1288 л/с для заданного вида труб, который до уточнения является приблизительной величиной. Определить фактическую скорость жидкости на данном участке:



Рассчитаем число Рейнольдса для воды при 20ºС





Так как , то необходимо уточнить значение расходной характеристики на участке для перехода из квадратичной: =



Следовательно,

Потери напора на участке:



где - длина участка 2-3

Напор в конце участка:

Напор в начале участка:

Рабочий напор в начале участка:

Значение рабочего напора удовлетворяет условию , .

Участок 1-2:

Предварительно необходимо определить диаметр d^’_1-2:



Далее по таблице выбираем ближайшее к  значение и соответствующий ему модуль расхода при квадратичном сопротивлении =1933 л/с для заданного вида труб, который до уточнения является приблизительной величиной. Определить фактическую скорость жидкости на данном участке:



Рассчитаем число Рейнольдса для воды при 20ºС





Так как , то необходимо уточнить значение расходной характеристики на участке для перехода из квадратичной: =



Следовательно,

Потери напора на участке:



где - длина участка 1-2

Напор в конце участка:

Напор в начале участка:

, где

p_а – атмосферное давление(=101325 Па); p_нп – давление насыщенных паров ( = 2340 Па); v_0-1 – средняя скорость жидкости во всасывающем трубопроводе; С – кавитационный коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей насоса, принять С = 1000; n -частота вращения рабочего колеса, об/мин; Q – подача насоса, м³/с

Рабочий напор в начале участка:

Значение рабочего напора удовлетворяет условию , .
Расчет ветви

Транзитный расход

Гидростатический напор в конце ветви (6):

Значение аналогичного напора в начале ветви H₂ было определено при расчете магистрали.

Диаметр труб на участке определяется 2-6 определяется по величине допустимой потери напора в ветви :



Определить предварительное значение модуля расхода:



Далее по таблице следует найти для заданного вида труб ближайшее к K_2-6 большее значение модуля. Этому значению K соответствует значение K_2-6 = 209,2 искомого диаметра

Скорость в трубопроводе на участке 2-6:



Рассчитаем число Рейнольдса для воды при 20ºС





Так как , то необходимо уточнить значение расходной характеристики на участке для перехода из квадратичной: =



Следовательно,

Определим фактическую потерю напора:



Так как можно приступить к определению гидростатического напора:

Рабочий напор:

Значение рабочего напора удовлетворяет условию , т.к. 21,96
Расчет приводной мощности насоса

Мощность приводного двигателя (или мощность на валу насоса) определяется по формуле:

, где Н_Н- напор, создаваемый насосом; - КПД насоса;

Напор, создаваемый насосом:

;

Н₁ – напор на выходе из насоса, определен при расчете участка 1-2 магистрали;  – суммарный коэффициент местных сопротивлений во всасывающей линии 0-1; Z_н – высота установки насоса над уровнем воды в зумпфе.



Мощность электродвигателя:


Профиль трассы и пьезометрическая линия