|
и расходные характеристики для новых водопроводных труб
Диаметр, мм
| Предельные расходы, л/с
| Расходная характеристика К, л/с
| Диаметр, мм
| Предельные расходы, л/с
| Расходная характеристика К, л/с
|
| -
| 9,9
|
|
|
|
| -
| 28,7
|
|
|
|
| до 5,4
| 61,4
|
| 130-168
| 4259,3
|
| 5,4-9,0
| 110,8
|
| 168-237
| 4324,2
|
| 9,0-15,0
| 179,4
|
| 237-355
| 6999,3
|
| 15,0-28,5
| 383,7
|
| 355-490
|
|
| 28,5-45,0
| 692,1
|
| 490-685
|
|
| 45-68
| 1120,6
|
| 685-882
|
|
| 68-96
| 1684,2
|
| 882-1120
|
|
| 96-130
|
|
|
|
|
б) для принятых диаметров труб по справочной таблице находим расходные характеристики ;
в) определяем потери напора на трение для каждого участка по формуле
г) требуемую высоту водонапорной башни определяем из уравнения Бернулли, написанного для пунктов 1 и 4:
Так как местность по условию задачи горизонтальная, то
Пьезометрическая высота в первом пункте представляет собой искомую высоту водонапорной башни , а пьезометрическая высота – свободный напор в конечном пункте :
Округленно принимаем
Определяем пьезометрические высоты в узлах магистрали:
Таблица 2 – Результаты расчета магистрали
Номера пунктов
| Длины участков ,
| Расчетные расходы ,
| Диаметры труб ,
| Расходные характеристики ,
| Потери напора ,
| Пьезометрические высоты ,
|
|
|
|
|
1120,6
|
0,73
| 16,00
15,27
|
Окончание табл.2
Номера пунктов
| Длины участков ,
| Расчетные расходы ,
| Диаметры труб ,
| Расходные характеристики ,
| Потери напора ,
| Пьезометрические высоты ,
|
|
|
|
|
692,1
383,7
|
0,86
2,3
| 15,27
14,41
12,11
|
4. Ответвления от магистрали делятся на простые и сложные. Простые ответвления состоят из одного участка, а сложные – из двух и более участков. В качестве сложного ответвления в нашем случае выбирается линия 2-5-7, так как участок 5-7 по длине больше, и расход больше расхода .
Расчет сложного ответвления ведется в определенной последовательности:
а) определяем допустимые потери напора для ответвления 2-5-7 как разность пьезометрических высот в начальном и конечном пунктах ответвления:
б) находим средний гидравлический уклон
в) определяем требуемые расходные характеристики:
г) по справочным таблицам в соответствии со значениями требуемых расходных характеристик устанавливаем ближайшие диаметры стандартных труб:
при ;
при ;
д) определяем фактические потери напора для принятых труб
е) находим пьезометрические высоты
5. Расчет простых ответвлений 3-8 и 5-6 ведем в ниже излагаемой последовательности и результаты заносим в табл. 3:
Таблица 3 – Результаты расчета ответвлений
Номера ответвлений
| Длина, м
| Расход, л/с
| Пьезометрическая высота в начале ответвления, м
| Свободный напор в конце ответвления, м
| Допустимые потери напора, м
| Гидравлический уклон
| Требуемая расходная характеристика Ктр, л/с
| Диаметр трубы, мм
| Расходная характеристика К, л/с
| Фактические потери напора, м
| Фактический свободный напор в конце ответвления
| 3-8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 5-6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) определяем допустимые потери напора как разность пьезометрических высот в начальном и конечном пунктах
б) гидравлический уклон
в) требуемая расходная характеристика
г) по справочной таблице устанавливаем ближайший больший диаметр стандартной трубы и его расходную характеристику ;
д) фактические потери напора
е) фактический свободный напор в конце ответвления
| Рис. 5
| Задача 6. Определить расход воды , протекающий из верхнего в нижний резервуар по системе труб, показанной на схеме (рис.5). Разность уровней воды в баках . Диаметр труб , , , , . Длины труб , , , , . При решении надо воспользоваться значениями расходных характеристик для новых водопроводных труб (табл.1).
Решение задачи:
Примем ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .
Рассматривая поток из верхнего в нижний резервуар по трубам 1, 2 и 5, можно записать
.
Выразив потери напора для отдельных труб через их расходы, длины и расходные характеристики, будем иметь
Так как потери напора в ветвях замкнутого трубопровода с общими узлами равны между собой, можно составить уравнения
и
или
откуда
и .
Общий расход равен сумме расходов в ветвях замкнутой части системы
.
Подставим в последнее равенство полученные значения для и , выраженные через :
откуда
После подстановки последнего значения для в уравнение для суммарной потери напора в системе будем иметь
откуда
Расходные характеристики для известных диаметров труб устанавливаем по табл.1: , , , . Значения всех величин подставляем в формулу в дециметрах:
| Рис. 6
| Задача 7. Цилиндрический бак диаметром имеет в дне два одинаковых отверстия, одно из которых снабжено внешним цилиндрическим насадком (рис.6). Какой диаметр должны иметь отверстия, чтобы при поступлении в бак расхода воды уровень поддерживался на высоте ? Определить, за какое время произойдет опорожнение сосуда через цилиндрический насадок после прекращения притока воды в бак.
Решение задачи:
Примем , , .
Расход воды через отверстие
.
Расход воды через насадок
.
Общий расход воды
,
откуда
Коэффициент расхода для отверстия . То же, для цилиндрического насадка .
Диаметр отверстий
Время опорожнения сосуда через цилиндрический насадок
где – площадь днища бака
Задача 8.На водопроводной трубе диаметром установлен водомер диаметром (рис.7). На какую высоту поднимается вода в пьезометрической трубке, присоединенной к суженному сечению, при пропуске расхода , если уровень воды в пьезометре, присоединенном к трубе, ? Потери напора не учитывать.
Задача 9.По трубопроводу, имеющему сужение, протекает расход воды . Определить диаметр суженной части трубопровода , если известны показания пьезометров , и диаметр трубопровода . Потери напора не учитывать (рис.7).
Задача 10. На какую высоту может засасываться вода из резервуара по трубке, присоединенной к узкому сечению трубопровода, если по нему протекает расход (рис.8)? Диаметры , , избыточное давление в первом сечении . Потери напора не учитывать.
Задача 11. По трубопроводу, имеющему сужение, протекает расход воды . Без учета потерь напора определить, какой диаметр должна иметь узкая часть трубопровода, чтобы обеспечить засасывание воды из резервуара на высоту (рис.8). Диаметр трубопровода , вакуумметрическое давление во втором сечении .
Задача 12. К трубопроводу переменного сечения присоединены два пьезометра (рис.9). Пренебрегая потерями напора, определить, на какую высоту поднимется вода во втором пьезометре, если высота воды в первом пьезометре , диаметры , . По трубопроводу протекает расход воды .
Задача 13. Определить расход воды в горизонтальном трубопроводе переменного сечения (рис. 10), скорость на каждом из его участков и построить пьезометрическую линию, если , , и .
|
| Рис. 10.
| Рис. 11.
| Задача 14. Определить расход воды в трубопроводе длиной (рис. 11), построить пьезометрическую и напорную линии, если длина первого участка , его диаметр , диаметр второго участка , напор в баке , отметка начала трубопровода , отметка конца , гидравлические коэффициенты трения , .
Задача 15. Из одного резервуара в другой вода поступает по сифонному трубопроводу длиной и диаметром (рис.12). Определить расход воды при разности уровней в резервуарах . Трубопровод снабжен приемным клапаном с сеткой ( ) и задвижкой ( ). Потерями напора в коленах и на выход из трубы пренебречь. Коэффициент сопротивления трения . Найти вакуум в опасной точке сифона, если длина участка трубопровода до этой точки и ее возвышения над уровнем воды в верхнем резервуаре .
Задача 16.По сифонному трубопроводу длиной и диаметром нужно обеспечить расход бензина . Определить необходимую разность уровней в резервуарах и вакуум в опасной точке сифона С, если длина участка трубопровода до этой точки , а ее возвышение над уровнем в верхнем резервуаре (рис.12). Трубопровод имеет приемный клапан с сеткой ( ) и задвижку ( ). Потери на поворотах не учитывать. Коэффициент сопротивления трения . Объемный вес бензина .
Задача 17. Определить максимально допустимую высоту установки насоса над уровнем воды в бассейне (рис.13) при следующих данных: производительность насоса ; вакуум во всасывающем патрубке ; длина всасывающей трубы , диаметр . Всасывающая труба снабжена приемным клапаном с сеткой ( ) и имеет одно сварное колено ( ). Коэффициент сопротивления трения определить по эквивалентной шероховатости мм, предполагая наличие квадратичной зоны сопротивления.
Задача 18. Вода подается из нижнего закрытого бака в верхний открытый бак по вертикальной трубе за счет избыточного давления в нижнем баке (рис.14). Определить расход воды при следующих данных: , , . Коэффициент сопротивления трения определить по эквивалентной шероховатости мм, предполагая наличие квадратичной зоны сопротивления. Коэффициенты местных сопротивлений: входа в трубу ; вентиля ; выхода из трубы .
Задача 19. Из нижнего бака с избыточным давлением по новой стальной трубе подается бензин в верхний бак, на поверхности которого поддерживается вакуум (рис.15). Разность уровней в баках , длина трубы , диаметр . При каком значении коэффициента сопротивления вентиля будет подаваться расход . Потерями напора на вход в трубу и выход из нее пренебречь. Коэффициент сопротивления трения определить по формуле П.Н. Конакова для гидравлически гладких труб. Объемный вес бензина , коэффициент кинематической вязкости .
Задача 20.Определить диаметры труб для участков тупиковой водопроводной сети (рис.16) и установить требуемую высоту водонапорной башни в точке 1 для подачи следующих расходов в конечные пункты сети: , , и . Длины участков в метрах указаны на схеме сети. Местность горизонтальная. В конечных пунктах сети должен быть обеспечен свободный напор . При расчете воспользоваться значениями предельных расходов и расходных характеристик для новых водопроводных труб (табл. 1).
Задача 21. Определить общий расход воды , поступающий по системе труб под напором (рис.17). Диаметры труб ; . Длины труб ; . Воспользоваться значениями расходных характеристик для новых водопроводных труб (табл. 1).
Задача 22. Определить, при какой разности уровней воды в баках по системе труб будет протекать расход воды . Диаметры труб , , , . Длины труб в метрах указаны на схеме (рис.18). Воспользоваться значениями расходных характеристик для новых водопроводных труб (табл. 1).
Задача 23. Определить расход воды, протекающий из верхнего в нижний резервуар по системе труб, показанной на схеме (рис.19). Разность уровней воды в баках . Диаметры труб (в мм) указаны на схеме. Длины труб , , . Воспользоваться значениями расходных характеристик для новых водопроводных труб (табл. 1).
Задача 24. Определить, при каком напоре по системе труб (рис.20) будет протекать расход воды . Диаметры труб , . Длины труб , . Воспользоваться значениями расходных характеристик для новых водопроводных труб (табл. 1).
Задача 25. В бак, разделенный тонкой перегородкой на два отсека, поступает расход воды . В дне каждого отсека имеются одинаковые отверстия диаметром , а в перегородке – отверстие диаметром . Определить расходы воды через донные отверстия и (рис.21).
Задача 26. В бак, разделенный тонкой перегородкой на два отсека, поступает расход воды . В перегородке имеется отверстие диаметром . Из второго отсека вода отливается наружу через цилиндрический насадок диаметром (рис.22). Определить глубину воды в отсеках над центром отверстий.
Задача 27. В баке, имеющем в дне отверстие диаметром и в стенке отверстие, снабженное цилиндрическим насадком, диаметром , установился уровень воды на высоте . Определить, какой расход воды поступает в бак, если центр бокового отверстия возвышается над дном бака на высоту (рис.23).
Задача 28. Определить, какой объем воды был налит в цилиндрический бак диаметром , если вся вода вытекла из него через отверстие в дне диаметром за время (рис.24). Какое время потребуется для опорожнения такого же объема воды, если уменьшить диаметр бака в полтора раза?
|
| Рис. 24
| Рис. 25
|
Задача 29. Призматический бак высотой с дном площадью соединен с резервуаром цилиндрическим насадком диаметром (рис.25). Расстояние от дна бака до центра отверстия . Определить, за какое время наполнится бак, если уровень воды в резервуаре не меняется.
Задача 30.Как изменится время опорожнения открытого вертикального цилиндрического резервуара диаметром с начальным напором , если в его дне внешний коноидальный насадок диаметром заменить внешним цилиндрическим насадком того же диаметра?
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П1 -Номера контрольных вопросов и задач
Последняя цифра шифра зачетной книжки
| Номера задач для студентов очной формы обучения
| Номера задач для студентов заочной формы обучения
| Номера вопросов для студентов заочной формы обучения
|
| 8, 13, 15, 20, 22, 25, 28
| 8, 13, 15, 20, 22, 25, 28
| 1, 5, 9, 11, 21
|
| 10, 14, 16, 20, 23, 26, 30
| 10, 14, 16, 20, 23, 26, 30
| 2, 4, 8, 10, 20
|
| 9, 13, 17, 20, 21, 27, 29
| 9, 13, 17, 20, 21, 27, 29
| 3, 7, 12, 25, 29
|
| 11, 14, 19, 20, 23, 27, 29
| 11, 14, 19, 20, 23, 27, 29
| 6, 10, 13, 18, 26
|
| 10, 13, 15, 20, 24, 25, 30
| 10, 13, 15, 20, 24, 25, 30
| 1, 14, 16, 19, 27
|
| 12, 14, 16, 20, 23, 26, 28
| 12, 14, 16, 20, 23, 26, 28
| 3, 7, 15, 17, 20
|
| 8, 13, 19, 20, 22, 27, 29
| 8, 13, 19, 20, 22, 27, 29
| 2, 9, 12, 22, 28
|
| 11, 14, 17, 20, 24, 26, 30
| 11, 14, 17, 20, 24, 26, 30
| 4, 8, 17, 23, 30
|
| 9, 13, 18, 20, 24, 25, 28
| 9, 13, 18, 20, 24, 25, 28
| 2, 10, 16, 24, 26
|
| 12, 14, 18, 20, 21, 26, 29
| 12, 14, 18, 20, 21, 26, 29
| 1, 5, 11, 22, 25
|
Таблица П2 - Числовые значения величин
№ задачи
| Наименование величины и единицы измерения
| Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| , м
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| , м
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| , м3/с
| 0,005
| 0,004
| 0,0045
| 0,005
| 0,004
| 0,0045
| 0,0055
| 0,0035
| 0,006
| 0,003
| , м
| 0,8
| 1,4
| 1,0
| 1,2
| 0,7
| 1,3
| 1,1
| 0,9
| 1,0
| 0,8
|
| , м3/с
| 0,003
| 0,006
| 0,0035
| 0,0055
| 0,0045
| 0,004
| 0,005
| 0,0045
| 0,004
| 0,005
| , м
| 0,8
| 1,0
| 0,9
| 1,1
| 1,3
| 0,7
| 1,2
| 1,0
| 1,4
| 0,8
| , м
| 0,53
| 0,56
| 0,54
| 0,73
| 0,7
| 0,5
| 0,45
| 0,75
| 0,92
| 0,49
| , м
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 10
| , м3/с
| 0,004
| 0,015
| 0,0045
| 0,0125
| 0,004
| 0,015
| 0,0045
| 0,0125
| 0,004
| 0,015
| , м
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| , м
| 0,025
| 0,04
| 0,025
| 0,04
| 0,025
| 0,04
| 0,025
| 0,04
| 0,025
| 0,04
| , МПа
| 0,01
| 0,012
| 0,014
| 0,016
| 0,018
| 0,018
| 0,016
| 0,014
| 0,012
| 0,01
|
| , м3/с
| 0,015
| 0,0045
| 0,0125
| 0,004
| 0,015
| 0,004
| 0,015
| 0,0045
| 0,0125
| 0,004
| , м
| 5,2
| 2,5
| 3,5
| 2,1
| 6,0
| 2,3
| 5,8
| 2,7
| 3,3
| 1,5
| , м
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| 0,10
| 0,06
| , МПа
| 0,018
| 0,016
| 0,014
| 0,012
| 0,010
| 0,010
| 0,012
| 0,014
| 0,016
| 0,018
|
| , м
| 0,53
| 0,56
| 0,54
| 0,73
| 0,70
| 0,50
| 0,45
| 0,75
| 0,92
| 0,49
| , м
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| 0,04
| 0,05
| , м
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| 0,075
| 0,10
| , м3/с
| 0,003
| 0,006
| 0,0035
| 0,0055
| 0,0045
| 0,004
| 0,005
| 0,0045
| 0,004
| 0,005
|
Продолжение прил. 2
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|