Расчёт самотечных участков 19, 20, 21

Главную магистраль выбираем по направлению к потребителю III, т.к. P_III> P_IV.

Участок 20

1.По табл. 9 лит.1 принимаем оптимальную скорость, соответствующую расходу 41.67 л/c для чугунных труб, v’_опт=1.42м/с.

2.Ориентировочное значение диаметра.

D’=Q/0.785* v’_опт=(150/3600)/0.785*1.42=0.193м

3. По ГОСТ 5525-61 принимаем трубу D_нар=222мм, =11мм с внутренним расчётным диаметром D = D_нар-2=222-11*2=200мм=0.2м

4.Определяем фактическую скорость воды на участке.

v=Q/0.785*D²=(150/3600)/0.785*0.2²=1.327м/с

5.Определяем число Рейнольдса.

Re=v*d/=1.327*0.2/0.31*10^-6=856129

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*0.2/0.5*10^-3=4000

Re²_пр=500* D/ К_э=500*0.2/0.5*10^-3=200000

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*(0.5/200)^0.25=0.0246

7.Назначение задвижки на участке – отключение участка при авариях. В рабочем режиме она полностью открыта, следовательно, для неё по табл.12 лит. 1 ₃=0.1.

Значение коэффициента сопротивления тройника принимаем по табл.17 лит.1 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в боковом отводе, предварительно определив Q₅=Q₇+ Q₆=150+150=300 м³/час и D’₅ = 0.27м по (1.1) при v’_опт=1.46м/с. По ГОСТ 5525-61 расчётный диаметр трубы D =274-12*2=250мм =0.25м.

Т.о. для тройника имеем D_б/ D₀=D₇/ D₅=0.2/0.25=0.8; Q_б/Q₀=Q₇/ Q₅=150/300=0.5. По табл.17 лит.1 находим 1 _тр=2.79.

8.Эквивалентная длина участка.

l_экв=(₃+_тр)D/₃=(0.1+2.79)*0.2/0.0246=2.35 м

9.Приведённая длина.

l_пр=l₂₀+ l_экв=150+2.35=152.35м

10.Удельные потери энергии.

Н=* l_пр*v²/2*D=0.0246*152.35*1.327²/2*0.2=16.5Дж/кг

11.Давление в начале участка.

P_m=P_p'+g**(z_p-z_m)+*H=2.5*10⁵+9.81*999*(15-5)+16.5*999=364485.4Па

Участок 21

1.По табл. 9 лит.1 принимаем оптимальную скорость, соответствующую расходу 41.67 л/c для чугунных труб, v’_опт=1.42м/с.

2.Ориентировочное значение диаметра.

D’=Q/0.785* v’_опт=(150/3600)/0.785*1.42=0.193м

3. По ГОСТ 5525-61 принимаем трубу D_нар=222мм, =11мм с внутренним расчётным диаметром D = D_нар-2=222-11*2=200мм=0.2м

4.Определяем фактическую скорость воды на участке.

V=Q/0.785*D²=(150/3600)/0.785*0.2²=1.327м/с

5.Определяем число Рейнольдса.

Re=v*d/=1.327*0.2/0.31*10^-6=856129

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*0.2/0.5*10^-3=4000

Re²_пр=500* D/ К_э=500*0.2/0.5*10^-3=200000

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*(0.5/200)^0.25=0.0246

7.Назначение задвижки на участке – отключение участка при авариях. В рабочем режиме она полностью открыта, следовательно, для неё по табл.12 лит. 1 ₃=0.1.

Значение коэффициента сопротивления тройника принимаем по табл.17 лит.1 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в боковом отводе, предварительно определив Q₅=Q₇+ Q₆=150+150=300 м³/час и D’₅ = 0.27м по (1.1) при v’_опт=1.46м/с. По ГОСТ 5525-61 расчётный диаметр трубы D =274-12*2=250мм =0.25м.

Т.о. для тройника имеем D_б/ D₀=D₇/ D₅=0.2/0.25=0.8; Q_б/Q₀=Q₇/ Q₅=150/300=0.5. По табл.17 лит.1 находим 1 _тр=2.79. . Для резкого поворота трубы =1.25

8.Эквивалентная длина участка.

L_экв=(₃+_тр+)D/₃=(0.1+2.79+1.25)*0.2/0.0246=23.5 м

9.Приведённая длина.

L_пр=l₂₀+ l_экв=170+23.5=192.5м

10.Удельные потери энергии.

Н=* l_пр*v²/2*D=0.0246*192.5*1.327²/2*0.2=16.5Дж/кг

11.Давление в начале участка.

P_m=P_p'+g**(z_p-z_m)+*H=1.25*10⁵+9.81*999*(15-5)+16.5*999=239485.4Па