|
|
Расчет всасывающего трубопроводаВсасывающий трубопровод относится к гидравлически коротким трубопроводам. Цель расчета состоит в определении высоты установки насоса zнас или вакуумметрической высоты во всасывающем патрубке (рис. 45). Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, причем первое выбрано на поверхности воды в водоеме (питателе), а второе – непосредственно перед входом в насос во всасывающем патрубке. Плоскость сравнения совмещена с сечением 1-1. Расход подаваемый насосом известен.
Рис. 45
Диаметр всасывающего трубопровода определяется при заданном расходе с учетом рекомендаций СНиП и средней скорости движения воды в трубопроводах насосных станций. Зная Q и выбрав значения n, найдем Далее, приняв ближайший стандартный диаметр, вновь находим среднюю скорость в трубопроводе и дальше используют ее в расчетах. Уравнение Бернулли после подстановки имеет вид
где a = 1;
С помощью уравнения Бернулли можно решить и другую задачу: определить hвак во всасывающем патрубке центробежного насоса при известной высоте установки zнас, hвак зависит от конструкции насоса, рода и температуры перекачиваемой жидкости.
Расчет сифонного трубопровода Сифоном или сифонным трубопроводом (рис. 46) называют такой трубопровод, часть которого располагается вне уровня жидкости питающего резервуара. Сифонный трубопровод является более экономичным по сравнению с самотечным трубопроводом. Недостатком сифонного трубопровода является то, что он начинает работать только после заливки его жидкостью. Кроме того, в связи с накоплением газов он начинает работать неполным сечением. Течение жидкости в сифоне происходит благодаря разности давлений между внешним давлением Рис. 46
При расчете сифонного трубопровода обычно требуется определить максимальную величину вакуума в сифоне, а также диаметр трубы при заданном расходе Q или величину вакуума и расход при заданном диаметре труб. Практически в сифонных трубопроводах вакуум не следует допускать более 0,07 МПа. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 и определим слагаемые. Плоскость сравнения совмещена с сечением 1-1 .
высота колена сифона Если необходимо определить расход Q, то уравнение Бернулли записывается для сечений 1-1 и 3-3.
Примеры решения задач Задача 1. Определить диаметр трубопровода d и определить необходимую высоту водонапорной башни Hб в точке А (рис. 47) для обеспечения расчетной подачи воды с расходом Q = 100л/с потребителю в точке В по трубопроводу длиной l = 500м, при разности отметок земли в точках А и В, равной z = 3 м и минимальном свободном напоре в точке В, Нсв = 12 м. Также определить свободный напор в точке В, Нсв при расходе воды Q1, составляющем половину расчетного (Q1 = 0,5Q). Принять трубы чугунные, потери напора в местных сопротивлениях 10 % от потерь напора по длине.
Решение. Диаметр трубопровода назначается по предельным расходам. Для Q = 100 л/с, d = 300 мм. Необходимая высота водонапорной башни
где hАВ – потери напора местные и по длине на участке АВ. Определим потери напора
где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях;
К – расходная характеристика, м3/с. Значения К и S0 определяются по формулам:
где S0КВ и ККВ – соответственно удельное сопротивление и расходная характеристика трубы, работающей в квадратичной области сопротивления (при скорости Найдем скорость движения воды в трубопроводе:
При скорости Вычислим потерю напора двумя способами:
Найдем высоту водонапорной башни
Определим свободный напор, если расход уменьшится в два раза, т.е. составит
Скорость в трубопроводе уменьшится вдвое, т.е. Вычислим потери напора. Так как скорость
Задача 2. К системе, состоящей из двух параллельно соединенных стальных трубопроводов, имеющих длины l1 = 200 м и l2 = 300 м и диаметры d1 = 200 мм и d2 = 250 мм, подводится вода, расход которой Q = 50 л/с. Требуется определить величины расходов воды на каждом участке. Решение. Определим потерю напора на участке с параллельным соединением труб:
Зная величину hАВ, определяем величины Q1 и Q2:
Выполним проверку правильности произведенных вычислений:
Произведем уточнение расчета с учетом возможной неквадратичности сопротивления. Для этого определим скорости движения воды на участках
Скорости на участках меньше 1,2 м/с, следовательно, в принятые значения модулей расходов К, справедливые для квадратичной зоны сопротивления, необходимо ввести поправки.
С учетом введенных поправок
Как видим, уточнение расчета не дало существенного изменения результата. Эту же задачу можно решить иначе. Потери напора в параллельно соединенных ветках трубопровода равны между собой, т.е.
Подставим известные величины в последнее выражение:
Решим это равенство относительно неизвестного Q1:
отсюда
Проверим правильность решения. Потери напора в параллельно соединенных трубопроводах равны между собой, т.е.
следовательно, задача решена верно. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3
Рис. 48 Таблица 16
Задание 2. Центробежный насос 1 подает воду с температурой t. Расход воды составляет Q. Диаметр всасывающей трубы d, длина l. Труба 2 имеет два поворота по 900 и приемный клапан 3. Материал трубы задан, давление на свободной поверхности жидкости принять равным 100 кН/м2.
Рис. 49 Таблица 17
Задание 3. Определить пропускную способность для случаев последовательного и параллельного соединения трубопроводов согласно вариантам соединения трубопроводов, рис. 50, табл. 18. При расчетах использовать таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб.
Рис. 50
Таблица 18
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Значения эквивалентной равномерно-зернистой шероховатости kэ
Значения модуля расхода К и коэффициента гидравлического трения l для новых битумизированных чугунных труб при (квадратичная область сопротивления)
Значения модуля расхода К и коэффициента гидравлического трения l для новых небитумизированных чугунных труб при (квадратичная область сопротивления)
Продолжение табл.
Значения модуля расхода К и коэффициента гидравлического трения l для бывших в эксплуатации чугунных труб при (квадратичная область сопротивления)
Расчетные значения удельных сопротивлений А для неновых стальных и чугунных водопроводных труб (размеры даны в мм)
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
.
; 
, 
;
, hвак.доп ≤ 6…7 м по данным завода-изготовителя.
и давлением внутри си 
фона, а также напору, созданному разностью уровней жидкости.
1 = 0; z1 = 0; p1 = pат; 
;
,
– вакуумметрическая высота;
,
, 
, 
.
,
,
– удельное сопротивление трубопровода, с2/м6;
; 
,
). К1 – поправочный коэффициент, учитывающий неквадратичность зависимости потерь напора от средней скорости (переходная область сопротивления при 
).
.
труба работает в квадратичной области сопротивления.
;
.
.
,
.
.
;
;
.
.
;
.
.
;
.
; 
. 
;
или 
.
.
,
;
:
Задание 1. Трубопровод состоит из трех участков, последовательно соединенных друг с другом. Известны диаметры d, длины l, материал и состояние труб. Также заданы отметки начального А и конечного В участка сложного трубопровода. В точке А сосредоточенный расход Q, на втором участке равномерно распределенный расход Qр. В точке В задано значение свободного напора hсв.
= (0,10 
0,15) мм
мин
103
103