6.3 Задачи для самостоятельного решения
6.3.1 По горизонтальному трубопроводу АВ (рис. 6.3.1.) длиной l требуется пропускать транзитом расход воды Q. Гидростатический напор в точке В водопотребления НBм.
Подобрать стандартный диаметр d трубопровода и определить напор НА в его начале.
Указание. Для решения задачи необходимо воспользоваться таблицами для гидравлического расчета водопроводных труб [15].
Расчет выполнить при данных, приведенных в табл. 6.3.1
Рис. 6.3.1 Расчетная схема к задаче 6.3.1
Таблица 6.3.1
№ п/п |
Материал труб |
Q,л/с |
HB, м |
L, м |
1 |
Стальные новые |
15 |
10 |
100 |
2 |
Чугунные нормальные |
23 |
14 |
230 |
3 |
Новые асбестоцементные |
45 |
18 |
290 |
4 |
Полиэтиленовые |
12 |
22 |
240 |
5 |
Стальные новые |
29 |
26 |
400 |
6 |
Чугунные нормальные |
34 |
30 |
150 |
6.3.2 По трубопроводу, состоящему из трех последовательно соединенных участков АВ, ВС и СД (рис. 6.3.2), из водонапорной башни подается вода. При этом на участке ВС расход воды раздается непрерывно и равномерно с интенсивностью q л/с на 1 пог. м, а в узлах С и Д – транзитные расходы Qc и Qд. Допускаемый свободный напор Нсв доп Длины участков и отметки поверхности земли указаны на рис. 6.3.2.
Построить пьезометрическую линию и определить необходимую высоту водонапорной башни Hб.
Расчет выполнить при данных, приведенных в табл. 6.3.2.
Рис. 6. 1 Расчетная схема к задаче 6.3.2
Таблица 6.3.1
№ п/п |
Материал труб |
dAB, м |
dBC, м |
dСД, м |
q, л/с
|
Qс, л/с |
QD, л/с |
Hсв, м |
1 |
Асбестоцементные новые |
0,200 |
0,200 |
0,125 |
0,015
|
2 |
1,5 |
30 |
2 |
Стальные нормальные |
0,225 |
0,2 |
0,175 |
0,025 |
3 |
2 |
26 |
3 |
Чугунные нормальные |
0,200 |
0,200 |
0,15 |
0,005 |
1 |
2,4 |
22 |
4 |
Полиэтиленовые |
0,175 |
0,175 |
0,125 |
0,035 |
2 |
1,3 |
18 |
5 |
Асбестоцементные новые |
0,200 |
0,200 |
0,175 |
0,010 |
3 |
2,1 |
16 |
6 |
Стальные нормальные |
0,225 |
0,2 |
0,15 |
0,02 |
2,5 |
1,8 |
14 |
6.3.3 Для горизонтального трубопровода (трубы стальные нормальные), схема которого представлена на рис. 6.3.3, определить необходимый напор НА в узле А и расходы Q1, Q2, Q3 в параллельно соединенных участках 1, 2 и 3.
Расчет выполнить при данных, приведенных в табл. 6.3.3.
Рис. 6.3.2 Расчетная схема к задачам 6.3.3 и 6.3.4
Таблица 6.3. 2
№ п/п |
Qc, м3/с |
l1, м |
l2, м |
l3, м |
lBC, м |
d1, м |
d2, м |
d3, м |
dBC, м |
Нс, м |
1 |
0,080 |
300 |
200 |
250 |
400 |
0,250 |
0,200 |
0,200 |
0,350 |
10,0 |
2 |
0,100 |
400 |
200 |
300 |
350 |
0,250 |
0,250 |
0,250 |
0,300 |
15,0 |
3 |
0,090 |
350 |
250 |
300 |
350 |
0,250 |
0,200 |
0,150 |
0,350 |
5,0 |
4 |
0,08 |
400 |
200 |
300 |
350 |
0,300 |
0,250 |
0,250 |
0,300 |
14 |
5 |
0,12 |
300 |
200 |
250 |
400 |
0,250 |
0,200 |
0,150 |
0,300 |
18 |
6 |
0,085 |
400 |
200 |
300 |
350 |
0,250 |
0,250 |
0,200 |
0,350 |
22 |
6.3.4 Для трубопровода (см. рис. 6.3.3), при заданных l1, l2, l3, lВC, d1, d2,d3,dBC и Нс определить расходы воды Q1, Q2 и QBС на участках 1, 2 и ВС, а также напор HA в узле А, если расход воды Q3 на третьем участке известен.
Расчет выполнить при данных, приведенных в табл. 6.3.4.
Таблица 6.3. 3
№ п/п |
Q3, м3/с |
l1, м |
l2, м |
l3, м |
lBC, м |
d1, м |
d2, м |
d3, м |
dBC, м |
Нс, м |
1 |
0,030 |
300 |
200 |
250 |
400 |
0,250 |
0,200 |
0,200 |
0,350 |
10,0 |
2 |
0,0310 |
400 |
200 |
300 |
350 |
0,250 |
0,250 |
0,250 |
0,300 |
15,0 |
3 |
0,0250 |
350 |
250 |
300 |
350 |
0,250 |
0,200 |
0,150 |
0,350 |
5,0 |
4 |
0,027 |
400 |
200 |
300 |
350 |
0,300 |
0,250 |
0,250 |
0,300 |
14 |
5 |
0,04 |
300 |
200 |
250 |
400 |
0,250 |
0,200 |
0,150 |
0,300 |
18 |
6 |
0,029 |
400 |
200 |
300 |
350 |
0,250 |
0,250 |
0,200 |
0,350 |
22 |
6.3.5 Для трех последовательно соединенных участков горизонтального трубопровода (рис. 6.3.4) построить пьезометрическую линию и определить отметку уровня воды в водонапорной башне, трубы стальные новые. Расчет выполнить при данных, приведенных в табл. 6.3.5.
Рис. 6.3.3 Расчетная схема к задаче 6.3.5
Таблица 6.3.5.
№ п/п |
LAB, м |
LBC, м |
LCD, м |
QABнр, л/с |
QABнр, л/с |
QB, л/с |
QС, л/с |
1 |
300 |
200 |
250 |
4 |
2,50 |
6 |
3 |
2 |
400 |
200 |
300 |
3,50 |
2,50 |
5 |
5,6 |
3 |
350 |
250 |
300 |
3,50 |
2,50 |
4 |
6,1 |
4 |
400 |
200 |
300 |
3,50 |
3,00 |
5,5 |
8,7 |
5 |
300 |
200 |
250 |
4,00 |
2,50 |
6 |
3,4 |
6 |
400 |
200 |
300 |
3,50 |
2,50 |
4,5 |
7,4 |
6.3.6 Определить пропускную способность QД трубопровода для двух случаев:
а) участки трубопровода соединены последовательно (рис. 63..5, а);
б) участки трубопровода соединены параллельно (рис. 6.3.5, б)
Трубы стальные.
Числовые данные для 18 вариантов расчета приведены в табл. 6.3.6.
Рис. 6.3. 4 Расчетные схемы трубопровода к задаче 6.3.6
Таблица 6. 3.6
N вар. |
Диаметры труб |
Длины участков |
Полные напоры |
|||||
d1, м |
d2, м |
d3, м |
l1, м |
l2, м |
l3, м |
НА, м |
НД, м |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
0,200 |
0,150 |
0,100 |
20 |
60 |
90 |
11,0 |
3,5 |
2 |
0,200 |
0,125 |
0,100 |
120 |
70 |
60 |
12,8 |
4,0 |
3 |
0,250 |
0,200 |
0,150 |
180 |
40 |
110 |
12,6 |
6,0 |
4 |
0,150 |
0,200 |
0,125 |
70 |
40 |
130 |
11,0 |
5,0 |
5 |
0,150 |
0,125 |
0,150 |
160 |
115 |
60 |
10,8 |
4,0 |
6 |
0,200 |
0,125 |
0,100 |
190 |
70 |
80 |
11,0 |
2,0 |
7 |
0,150 |
0Д25 |
0,150 |
170 |
80 |
90 |
9.4 |
2,0 |
8 |
0,150 |
0,125 |
0,100 |
210 |
105 |
50 |
10,00 |
3,0 |
9 |
0,200 |
0,150 |
0,125 |
260 |
130 |
140 |
11,5 |
4,0 |
10 |
0,250 |
0,150 |
0,100 |
180 |
130 |
70 |
12,0 |
3,0 |
11 |
0,250 |
0,125 |
0,100 |
240 |
300 |
156 |
12,5 |
4,0 |
12 |
0,250 |
0,150 |
0,125 |
270 |
165 |
75 |
9,0 |
2,5 |
13 |
0,300 |
0,250 |
0,150 |
410 |
315 |
230 |
13,6 |
4,0 |
14 |
0,200 |
0,100 |
0,750 |
320 |
240 |
95 |
9,2 |
3,0 |
15 |
0,300 |
0,200 |
0,150 |
330 |
215 |
165 |
10,0 |
3,5 |
16 |
0,300 |
0,150 |
0,125 |
105 |
130 |
208 |
13,6 |
3,5 |
17 |
0,300 |
0,200 |
0,150 |
180 |
225 |
120 |
16,0 |
6,0 |
18 |
0,250 |
0,200 |
0,125 |
240 |
170 |
160 |
14,5 |
6,5 |