Контрольная пис. Контрольная работа. Расчет тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения

• Название: Расчет тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения
• Анкор: Контрольная пис
• Дата: 19.11.2021
• Размер: 0.77 Mb.
• Имя файла: Контрольная работа.docx
• Тип: Контрольная работа; #276277

Контрольная работа

Тема: Расчет тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения.

Вариант 3.

Исходные условия. На основании генерального плана хозяйства составлена схема водопроводной сети (рис. 1). Известны условные геодезические отметки Δi узловых точек, длина участков трубопровода между ними, путевой расход Q_П и расходы Q_i в узловых точках, соответствующие общему максимальному расходу водопроводной сети, необходимый свободный напор [H_св].


Рис.1. – Схема водопроводной сети
(1 – резервуар чистой воды; 2 – насосная станция; 3 – водонапорная башня;
5,6,7 – производственно-хозяйственные объекты)
Таблица 1

Исходные данные

Расход, л/с:
Q5	3,2
Q6	4,0
Q7	4,6
QП	5,0
Необходимый свободный напор [Hсв], м	13
Длина всасывающего трубопровода L1-2, м	17
Длина участка напорного трубопровода L, м	420
Материал напорных труб	чугун

Требуется: определить расчетные расходы и выбрать диаметры труб для всех участков трубопровода; вычислить напоры в узловых точках; построить график пьезометрических напоров; определить основные параметры водонапорной башни (минимальный напор, регулирующий и полный объемы бака), работающей совместно с насосной станцией в автоматическом цикличном режиме; выбрать соответствующий типоразмер насосного агрегата.

Выполнение работы.

1. Определение длин участков трубопровода

L_1-2 = 17 м

L_2-3 = 0,1L = 0,1*420 = 42 м

L_3-4 = L = 1*420 = 420 м

L_4-5 = 1,6L = 1,6*420 = 672 м

L_4-6 = 0,5L = 0,5*420 = 210 м

L_6-7 = 2L = 2*420 = 840 м
2. Определение расчетных расходов для всех участков трубопровода.

Расчетный расход на участке в общем случае определяется по формуле:

Qp=Qт+0,55*Qп, (1)

где Qт – транзитный расход пропускаемых дальше рассматриваемого участка трубопровода (л/с);

Qп – распределенный путевой расход на рассматриваемом участке (л/с);

+0,55 – коэффициент, определяющий долю путевого расхода участвующего совместно с транзитным расходом в создании потерь напора на рассматриваемом участке.
Q_6-7 = Q₇ =4,6 л/с

Q_4-6 = Q₇ + Q₆=4,6+4=8,6 л/с

Q_4-5 = Q₅ + 0,55Q_п=3,2+0,55*5=5,95 л/с

Q_1-2 = Q_2-3 = Q_3-4 = Q₇ + Q₆ + Q₅ + Q_п =4,6+4+3,2+5=16,8 л/с
3. Определить диаметр трубопровода по расчётным участкам.

Приблизительные диаметры труб определим по рис.2, далее в таблице 2 найдем ближайшее стандартное значение.



Таблица 2

Удельные сопротивления A_кв см²/м⁶ труб из чугуна
в зависимости от условного прохода d

dy, мм	Трубы чугунные ГОСТ 9583-75
50	11540
60	-
75	-
80	953
100	312
125	96,7
150	37,1
175	-
200	8,09

d_1-2 = d_2-3 = d_3-4 = 135 ≈ 150мм= 0,150 м

d_4-5 = 90 ≈ 100мм = 0,1 м

d_4-6 = 100 мм = 0,1 м

d_6-7 = 80 мм = 0.08 м
4. Уточняем среднюю скорость воды в трубопроводе.

V_1-2 = V_2-3 = V_3-4 = 0,95 м/с

V_4-5 = 0,76 м/с

V_4-6 = 1,09 м/с

V_6-7 = 0,92 м/с
5. Определяем потери напора на участках сетей трубопровода.

Потери напора на участках сетей трубопровода определяем по формуле:

h = К_м×A_кв× L × Q²_р × Θ, м.

где: h - потери напора на участках, м

К_м – коэффициент, учитывающий местное сопротивление ( 1,08).

A_кв – удельное сопротивление,

L – длина участка трубопровода, м

Q_р – расчётный расход на участке трубопровода, м³

Θ - поправочный коэффициент на режим движения жидкости, м³/с.

Таблица 3

Поправочные коэффициенты в зависимости от скорости движения воды

Скорость, м/с	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4
Трубы стальные и чугунные	1,11	1,06	1,03	1,0	1,0

h_1-2 = 1,08*37,1*16,8²*10^-6*1,03*17=0,017 м

h_2-3 = 1,08*37,1*16,8²*10^-6*1,03*42=0,042 м

h_3-4 = 1,08*37,1*16,8²*10^-6*1,03*420=0,42 м

h_4-5 = 1,08*312*5,95²*10^-6*1,06*672=8,497 м

h_4-6 = 1,08*312*8,6²*10^-6*1*210=5,548 м

h_6-7 = 1,08*953*4,6²*10^-6*1,03*840=19,392 м

6.Определение пьезометрического напора в расчётных точках. Строим график пьезометрических напоров.

Напор – это удельная энергия жидкости, приведенная к ее весу. Выражается в столбе жидкости (м, мм).

Пьезометрический напор – удельная потенциальная энергия, приведённая к весу жидкости и выраженная в метрах её столба.

Диктующей точкой называется самая дальняя и высокорасположенная точка от водоисточника.

При создании необходимого напора в диктующей точке, будет обеспечен напор в любой другой точке системы.

Свободный напор (Н_св) – напор воды у потребителя, обеспечивающие нормальное функционирование внутренней сети водоснабжения.

H_св7=Н_св=13 м

Н_св6=Н_св7+(Δ₆- Δ₇)+ h_6-7=13+(95-95)+19,392= 32,392 м

Н_св4=Н_св6+(Δ₄- Δ₆)+ h_4-6=32,392+(100-95)+5,548=42,94 м

Н_св3=Н_св4+(Δ₃- Δ₄)+ h_3-4=42,94+(102-100)+0,42=45,36 м

Н_св2=Н_св3+(Δ₂- Δ₃)+ h_2-3=45,36+(99-102)+0,042=42,402 м

Н_св1=Н_св2+(Δ₁- Δ₂)+ h_1-2=42,402+(96-99)+0,017=39,419 м

Н_св5=Н_св4+(Δ₅- Δ₄)- h_4-5=42,94+(101-100)-8,497=35,443 м


Рис.3. – График пьезометрических напоров
7. Вычисление максимальных часовых расходов системы

При автоматической цикличной работе насосной станции с водонапорной башней часовая подача насоса принимается равной максимальному часовому расходу системы или несколько больше (до 20 %).

Вычисления расхода насоса проводятся по следующей формуле:

Q_н=(1,0 или 1,2)*3,6*ΣQ_i,

где Qн – расход насоса, м³/ч;

(1,0-1,2) – коэффициент запаса воды;

3,6 – коэффициент перевода;

ΣQi – суммарный расход потребителя, л/с.

Q_н=1*3,6*(16,8*3+5,95+4,6+8,6)=250,38 м³/ч

8. Определение регулирующего и полного объема бака водонапорной башни

Для расчета регулирующего объема бака водонапорной башни используем формулу (9)

,

где W_р – регулирующий объем бака водонапорной башни, м3/ч;

Q_н – расход насоса, м³/ч;

Z_max – максимально допустимое число циклов, т.е. включений насосного агрегата в час (от 2-6).

W_р=300,456/(4*3)=25,038 м³/ч
Полный объем бака водонапорной башни рассчитывается по следующей формуле:

,

где W_б – полный объем бака водонапорной башни, м³;

1,2…1,3 – коэффициент запаса воды;

W_р – регулирующий объем бака водонапорной башни, м³/ч;

W_п – противопожарный объем воды (5 м³).

W_б=1,3*(25,038+5)=39,05 м³
9. Расчет параметров для определения марки насоса

Высота водонапорной башни (Н_б) определяется по свободному напору (Н₃) в точке ее установки (узел 3). То есть Н_б = Н₃.

Далее определяем напор насоса Н_н по формуле

,

Н_н=45,36+0,017+0,042+(102-96)=51,419 м

При определении напора насоса важно учесть кроме высоты водонапорной башни разность отметок  и сопротивление трубопроводовh_2-3 и h_1-2.

Для изготовления всасывающего трубопровода целесообразно применять стальные тонкостенные трубы. Диаметр его определяется по подаче насоса Qн и рекомендуемой средней скорости Vв=0,6…1,0 м/с.

По полученным значениям Qн и Нн подбирается соответствующий типоразмер насосного агрегата. Для этого можно использовать сводный график рабочих полей консольных насосов (рис. 4).



Рис.4. – Сводный график рабочих полей консольных насосов.

Вывод: Наиболее подходящим является насос К290/30