Расчет водопроводной сети

Расчет водопроводной сети

Расчет водопроводной сети

Расчет магистрального трубопровода . Определение высоты водонапорной башни . Определение расходов.
Курсовая работа Еронько Ирины 3016/I группы
МВ и ССО РФ
Санкт-Петербургский Государственный технический университет
Гидротехнический факультет, кафедра гидравлики
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
1996
Содержание
1. Расчет водопроводной сети
1.1. Расчет магистрального трубопровода
1.2. Расчет ответвлений
1.3. Определение высоты водонапорной башни
2. Расчет водопровода
2.1. Определение расходов , и
2.2.. Построение кривой зависимости и
2.3. Построение пьезометрической линии для случая , когда
Литература
1. Расчет водопроводной сети.
1.1. Расчет магистрального трубопровода .
В качестве магистрального трубопровода выбираем линию , наиболее нагруженную расходами и имеющую командные отметки . Это линия 1-2-3-4 .
Расчетные расходы на участках магистрального трубопровода определяем по формулам
, ( 1.1 )
где — расчетный расход для участка 1-2 , л/с ; q2 , q4 , q5 , q6 — расчетные расходы воды , забираемые в отдельных точках сети , л/с ; ql — забираемый с 1 м длины трубопровода 2-5 . л/с ; l2-5 — длина участка 2-5 , м .
л/с
, ( 1.2 )
где — расчетный расход для участка 2-3 , л/с .
л/с
, ( 1.3 )
где — расчетный расход для участка 3-4 , л/с .
л/с
Задаемся для отдельных участков экономической скоростью м/с и с ее помощью находим диаметры труб магистрали по формуле
, ( 1.4 )
где Dj — диаметр j — ого участка магистрали , м .
Диаметры отдельных участков магистрали ищем по формуле ( 1.4 )
м
Принимаем действительное значение диаметра участка 1-2 по сортаменту / 1, с.211, табл. 5-2 / , .
м
Принимаем действительное значение диаметра участка 1-2 по сортаменту / 1, с.211, табл. 5-2 / , .

Принимаем действительное значение диаметра участка 1-2 по сортаменту / 1, с.211, табл. 5-2 / , .
1.2. Расчет ответвлений .
Исходя из возможности определения потерь напора в ответвлениях , проводим расчет диаметров
а). ответвление 3-6
Потерю напора по длине находим по формуле
hl3-6 = Ñ l3 — Ñ l6 , ( 1.5 )
где hl3-6 — потеря напора по длине , м ;Ñ l3,Ñ l6 — пьезометрические высоты точек , м .
Пьезометрические высоты точек находим по формуле
Ñ lj = Ñj + h , ( 1.6 )
где Ñj — отметка точки , м ; h — наименьшее допустимое возвышение пьезометрической линии над поверхностью земли , м .
Указанные выше величины равны
Ñ l3 = 15 + 8 = 23 м
Ñ l6 = 6 + 8 = 14 м
hl3-6 = 23 — 14 = 9 м
С другой стороны потеря напора по длине может быть выражена по другой формуле
, ( 1.7 )
где Kj — j-ый коэффициент расхода , л/с .
Откуда
( 1.8 )

По соответствующим таблицам /1 ,с.211,табл.5-2/ находим ближайшее большее сортаментное значение коэффициента расхода Kсорт = 110.59 л/с и соответствующее ему значение диаметра D3-6 = = 0.125 м .
б). ответвление 2-5
Потерю напора по длине находим по формуле
hl2-5 = Ñ l2 — Ñ l5 , ( 1.9 )
где пьезометрические высоты точек находим по формуле ( 1.6 )
Ñ l2 = 14 + 8 = 22 м
Ñ l5 = 4 +8 = 12 м
Указанная выше величина будет равна
hl2-5 = 22 — 12 =10 м
Коэффициент расхода находим по формуле ( 1.8 ) , где расход ищется по формуле
, ( 1.10 )
где .

Коэффициент расхода равен
л/с
По соответствующим таблицам /1 ,с.211,табл.5-2/ находим ближайшее большее сортаментное значение коэффициента расхода Kсорт = 61.37 л/с и соответствующее ему значение диаметра D2-5 = = 0.1 м .
Так как значения диаметров участков труб были взяты сортаментных значений , т.е. отличных от рассчитанных , то потери напора по длина будут отличаться от рассчитанных выше . Действительные значения потерь напора вычисляем по формуле ( 1.7 ) , подставляя туда сортаментное значение коэффициента расхода

1.3. Определение высоты водонапорной башни .
Для определения высоты водонапорной башни сначала рассчитываем потери напора по длине на всех участках магистрального трубопровода по формуле ( 1.7 )
,
,
,
где значения коэффициента расхода брались из /1,с.211,табл.5-2/ .
Высота башни рассчитывается по формуле
HБ = Ñ l1 — Ñ1 , ( 1.11 )
где HБ — высота башни , м , а пьезометрическая высота точки 1 рассчитывается по формуле
Ñ l1 = Ñ4 +
Высота башни равна
HБ = 43.5 — 18 = 25.5 м
2. Расчет водопровода .
2.1. Определение расходов , и .
Определять расходы , и будем при условии полного открытия в точке С крана .Формулу для расхода получаем , выражая расход из выражения ( 1.7 )
, ( 2.1 )
где значение коэффициента расхода бралось из /1,с.211,табл.5-2/ , а потеря напора на 1-ом участке равна
hl1 = ÑА — ÑC
ÑА= zВ + hБ1 = 8 + 12 = 20 м
ÑC = zC = 6 м
hl1 = 20 — 6 = 14 м
Указанная выше величина будет равна

Для нахождения расхода рассмотрим движение жидкости сразу на двух участках — на 4-ом и на участке , где трубопровод разветвляется
hl = ( 2.2 )
( 2.3 )
( 2.4 )
Подставляя известные величины в уравнение ( 2.4 ) , получаем соотношение между расходами в параллельных ветвях трубопровода
, ( 2.5 )
где значения K1 и K2 брались из /1,с.211,табл.5-2/ .
Подставляем соотношение ( 2.5 ) в ( 2.3 ) , получаем
( 2.6 )
Вычисляем потерю по длине на этом участке
ÑG — ÑC
Подставляем полученные соотношения ( 2.5 ) и ( 2 6 ) и известные величины в уравнение ( 2.2 )
6 =

По формуле ( 2.6 ) , получаем

Расход , выливающийся из крана в точке С , ищется по формуле

2.2.. Построение кривой зависимости и .
Полагаем , что открытие крана в точке С изменяется от 0 до . Для построения графика рассмотрим частные случаи .
а). , .
Рассмотрим движение жидкости по всему трубопроводу , разность отметок уровней воды в баке 1 и баке 2 будет являтся суммой всех потерь напора по длине
ÑA — ÑG ( 2.7 )
Заменяем , а из формулы ( 2.5 ) и формулы ( 2.6 ) подставляем значения расходов
( 2.8 )
Подставляем известные величины и считаем расходы

б). , .
ÑA — ÑG
Подставляем известные значения отметок и коэффициента расхода из / 1, с.211, табл.5-2 /

По найденным выше данным
л/с
л/с
л/с
л/с
строим график зависимости и .
2.3. Построение пьезометрической линии для случая , когда .
Для построения пьезометрической линии нужно посчитать потери напора по длине на всех участках трубопровода по формуле ( 1.7 ) , а значения расходов взять из построенного ранее графика зависимости и для .
Из графика л/с и л/с , а л/с . Подставляем эти данные в формулу ( 1.7 ) и получаем значения потерь напора на всех участках трубопровода
м
м
м
Список литературы
1. Чугаев Р.Р. Гидравлика ( техническая механика жидкости ) . — Л. Энергоиздат , 1982. — 672 с.
2. Кожевникова Е.Н. , Орлов В.Т. Методические указания по выполнению курсовых и расчетно-грвфических работ по курсу гидравлики . — Л. Издание ЛПИ им. М.И. Калинина , 1985. — 48 с.