Расчёт ответвлений

Трубопровод имеет сложное ответвление на распыление VII и в водонапорный бак IV. Средние гидравлические уклоны на направлениях е-VII и е-IV:

_e-VII={[((P_e/g*)+z_e)-((P_VII/g*)+z_VII)]-h_подогр}/[1.05*( l₉+ l₁₀+ l₁₁)]={[((569701.8/9.81*999)-2)-((1.8*10⁵/9.81*999)-5)]-16}/[1.05*(110+120+130)]=0.0708

_e-IV={[((P_e/g*)+z_e)-((P_VII/g*)+z_VII)]}/[1.05*( l₉+ l₁₃+ l₁₄+l₁₈)]={[((569701.8/9.81*999)-2)-((2.5*10⁵/9.81*999)-5)]}/[1.05*(110+150+160+200)]=0.0547

Т.к. _e-VII_e-IV, то главной магистралью ответвления считаем направление e-IV.

Участок 9

1.Допустимые потери на участке

H’=g*_e-IV*l_9пр=9.81*1.05*110*0.0547=61.97 Дж/кг

2.Задаёмся’= 0.02

3.Задаёмся l’_пр=1.05*l=1.05*110=115.5 м

4. Допустимый диаметр

D=0.96*(’* l’_пр*Q²/ H’)^0.2=0.96*(0.02*115.5*(693/3600)²/61.97)^0.2=0.257м

5. По ГОСТ 5525-61 принимаем трубу D_нар=274мм, =12мм с внутренним расчётным диаметром D = D_нар-2=274-12*2=250мм =0.25м

6.Определяем фактическую скорость воды на участке.

v=Q/0.785*D²=(693/3600)/0.785*0.25²=3.92м/с

7. Определяем число Рейнольдса.

Re=v*d/=3.92*0.25/1.096*10^-6=894974

Для чугунных бывших в употреблении труб по табл.8. лит.1 принимаем коэффициент эквивалентной шероховатости К_э=0.5 мм.

Предельные числа Рейнольдса.

Re¹_пр=10* D/ К_э=10*0.25/0.5*10^-3=5000

Re²_пр=500* D/ К_э=500*0.25/0.5*10^-3=250000

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

8. Коэффициент жидкостного трения вычисляем по формуле Шифринсона.

=0.11*( К_э/D)^0.25=0.11*(0.5/250)^0.25=0.0233

9. Значение коэффициента сопротивления тройника принимаем по табл.17 лит.1 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в боковом отводе.

Т.о. для тройника имеем D_б/ D₀=D₉/ D₄=0.25/0.45=0.556; Q_б/Q₀=Q₄/Q₂=693/993=0.698. По табл.17 лит.1 находим 1 _тр=1.4.

10. l_пр=l₂+_тр*D/₃=110+1.4*0.25/0.0233=125м.

11.Погрешность

=[(* l_пp)-(*l)]/(* l_пp)*100%=[(0.0233*125)-(0.02*115.5)]/(0.0233*125)*100%=20.7%

Т. к погрешность более 5%, то производим пересчёт задавшись ’=0.0233 l_пр=125 м

D=0.96*(’* l’_пр*Q²/ H’)^0.2=0.96*(0.0233*125*(693/3600)²/61.97)^0.2=0.269м

По ГОСТ 5525-61 принимаем трубу D_нар=274мм, =12мм с внутренним расчётным диаметром D = D_нар-2=274-12*2=250мм =0.25м

Т. к. выбранная труба совпадает с ранее принимавшейся то и окончательные значения  и l_пр совпадут с принятыми во втором приближении. Поэтому проверку не производим.

Участок 13

1.Допустимые потери на участке

H’=g*_e-IV*l_13пр=9.81*1.05*150*0.0547=84.52 Дж/кг

2.Задаёмся’= 0.02

3.Задаёмся l’_пр=1.05*l=1.05*150=157.5 м

4. Допустимый диаметр

D=0.96*(’* l’_пр*Q²/ H’)^0.2=0.96*(0.02*157.5*(550/3600)²/84.52)^0.2=0.234м

5. По ГОСТ 5525-61 принимаем трубу D_нар=274мм, =12мм с внутренним расчётным диаметром D = D_нар-2=274-12*2=250мм =0.25м

6.Определяем фактическую скорость воды на участке.

v=Q/0.785*D²=(550/3600)/0.785*0.25²=3.11м/с

7. Определяем число Рейнольдса.

Re=v*d/=3.11*0.25/1.096*10^-6=709397.8

Для чугунных бывших в употреблении труб по табл.8. лит.1 принимаем коэффициент эквивалентной шероховатости К_э=0.5 мм.

Предельные числа Рейнольдса.

Re¹_пр=10* D/ К_э=10*0.25/0.5*10^-3=5000

Re²_пр=500* D/ К_э=500*0.25/0.5*10^-3=250000

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

8. Коэффициент жидкостного трения вычисляем по формуле Шифринсона.

=0.11*( К_э/D)^0.25=0.11*(0.5/250)^0.25=0.0233

9.Значение коэффициента сопротивления тройника принимаем по табл.17 лит.1 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в боковом отводе.

Т.о. для тройника имеем D_б/ D₀=D₁₃/ D₉=0.25/0.25=1; Q_б/Q₀=Q₄/Q₂=550/693=0.79. По табл.17 лит.1 находим 1 _тр=2.8.

10. l_пр=l₂+_тр*D/₃=150+2.8*0.25/0.0233=180м.

11.Фактические потери

Н=* l_пр*v²/2*D=0.0233*180*3.11²/2*0.25=81.13Дж/кг