Расчёт тупикового трубопровода

1.1Выбор главной магистрали

Задаёмся средним гидравлическим уклоном на магистралях =0.01 и вычисляем ориентировочные значения требуемых давлений в начале трубопровода. Так как расчёт ориентировочный, то влиянием местных сопротивлений на участках пренебрегаем, а плотность воды везде принимаем одинаковой.

Для направления в водонапорный бак 5.

P^V_H = P_V+ g**( d-b+(2+3))=1*10⁵+9.81*999,32*(15-5+0.01*(300+35))=230874,4 Па

Для направления к потребителю 1.

P^I_H = P_I+ g**( I-b+(2+4+5+6))=2*10⁵+9.81*999,32*(40-5+0,01*(300+100+150+200))=

616641,5 Па

Для направления к потребителю 2.

P^II_H = P_II+ g**( II-b+(2+4+5+7+8))=1.5*10⁵+9.81*999,32*(45-5+0,01*(300+100+150+40+120))=611736,8 Па

Для направления на распыление 7.

P^VII_H = P_VII+ g**( VII-b+(2+4+9+10+11))=1,9*10⁵+9.81*999,32*(9-5+0,01*(300+100+300+150+100))=322344,9 Па

Для направления в водонапорный бак IV.

P^IV_H = P_изб+ g**( IV-b+(2+4+9+13+14+18))=2*10⁵+9.81*999,32*(10-5+0,01*(300+100+300+150+50+30))=340187,6 Па

Для направления к насосу, приняв минимально допустимое давление перед насосом

P_H=P₁₁+(0,020,03)= 1450 +0,03*10⁶=31450 Па=0,03145 МПа

получим

Р³_Н= P_V+g₁₁·(b-i+i₂+i₄+i₉+i₁₃+i₁₅)

Р³н=31450+9,81·999,32·(5-5+0,01*(300+100+300+150+150))= 129483 Па

Т.о. образом главная магистраль к потребителю 1.

Расчёт участков главной магистрали

Т. к. задано давление у потребителя 1, то расчёт начинаем с участка 6.

1.По табл. 9 лит.1 принимаем оптимальную скорость, соответствующую расходу 69,44 л/c для чугунных труб, v’_опт=1,46 м/с.

2.Ориентировочное значение диаметра.

(1)

3. По ГОСТ 5525-61 принимаем трубу D_нар=274мм, δ=12мм с внутренним расчётным диаметром D₆ = D_нар-2δ =274-2*12=250 мм=0,25 м

4.Определяем фактическую скорость воды на участке.

(2)

5.Определяем число Рейнольдса.

(3)

Для чугунных бывших в употреблении труб по табл.8. лит.1 принимаем коэффициент эквивалентной шероховатости К_э=1 мм.

Предельные числа Рейнольдса.

Re¹_пр=10* D/ К_э=10*0,25/1*10^-3=2500 (4)

Re²_пр=500* D/ К_э=500*0,25/1*10^-3=125000 (5)

т.к. Re Re²_пр, зона гидравлически шероховатого трения.

6.Коэффициент жидкостного трения вычисляем по формуле Шифринсона.

=0.11*( К_э/D)^0.25=0.11*(1/250)^0.25=0,0277 (6)

7.Назначение задвижки на участке – отключение участка при авариях. В рабочем режиме она полностью открыта, следовательно, для неё по табл.12 лит.1 =0.1.

Значение коэффициента сопротивления тройника принимаем по табл.16 лит.1 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в части общего расхода, движущейся параллельно направлению скорости суммарного потока, предварительно определив Q₅=Q₆+ Q₇=250+250*962.5/999.32=491 м³/час=136.3л/с

Т.о. для тройника имеем Q_п/Q₀=Q₅/Q₄=250/491=0.509. По табл.16 лит.1 находим 1 _тр=2.87.

8.Эквивалентная длина участка.

l_экв=(+_тр)*D/₃=2.97*0.25/0.0277=26.8 м (7)

9.Приведённая длина.

l_пр=l₆+ l_экв=200+26.8=226.8м (8)

10.Удельные потери энергии.

Н=* l_пр*v²/2*D=0.0277*226.8*1.86²/2*0.25=43.5 Дж/кг(9)

11.Давление в начале участка.

P_m=P_I+g**(z_I-z_m) +*H=2*10⁵+9.81*999.32*(40-10)+999.32*43.5=537570 Па(10)