1.5. Расчет участка № 2.
Целью данного расчета является определение падения давления на 2-ом участке водопровода.
Зададимся скоростью движения воды в трубопроводе Примем скорость U=1,15(м/с)
Определим диаметр трубы по формуле (1.1),
где:
Q – расход теплоносителя, который, согласно варианту задания, на 2-ом участке составляет 105(л/с) или 0,105( )
Таким образом, получаем:
По ГОСТ 8732-70 из [1] примем наружный диаметр
трубы
,
толщиной
δ = 0,01(м)
Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):
Фактическую скорость на 2-ом участке найдём по формуле (1.3):
м/с.
Найдем число Рейнольдса по формуле (1.4):
Для стальных умеренно заржавленных труб по табл. 8 [1] принимаем
Предельные числа Рейнольса рассчитаем по формулам: (1.5) и (1.6):
,зона гидравлически шероховатого течения.
Коэффициент жидкостного трения (табл. 11 [1]) найдем по формуле (1.7):
Сумму местных сопротивлений на 2-ом участке определим по формуле (1.8):
Таким образом, получим:
,
где
- сопротивление обратного клапана,
выбирается по таблице 15 из (1)
Эквивалентная длина участка:
Приведенная длина участка:
Удельные потери энергии:
Давление на конце участка:
Падение давления напора на участке определим по формуле (1.9).
Получаем:
С помощью данной формулы определяем зависимость между падением напора и расходом. Результаты расчёта сводим в таблицу.
Таблица 1.1 «Зависимость между падением напора и расходом на втором участке»
Q,м /c |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,1 |
h,м |
-0,5 |
-0,495 |
-0,482 |
-0,460 |
-0,428 |
-0,388 |
-0,339 |
-0,280 |
-0,213 |
-0,137 |
-0,052 |
Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 2-го участка: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения, эквивалентная и приведенная длины участка, удельные потери энергии.
2. Расчёт ответвлений
Трубопровод имеет одно сложное ответвление к потребителям II и III. Средние гидравлические уклоны на направлениях c-II и c-III:
Т.к. ic-III < ic-II, то главной магистралью ответвления является направление c-III. Его и рассчитываем первым.
2.1. Расчет участка № 7.
Расчет ведем по второму варианту.
Допустимые потери энергии на участке:
Задаемся
Задаемся
Таким образом, получаем допустимый диаметр:
По ГОСТ 8732-70 из [1] примем наружный диаметр
трубы
,
толщиной
δ = 0,005(м)
Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):
Фактическую скорость на 7-ом участке найдём по формуле (1.3):
м/с.
Найдем число Рейнольдса по формуле (1.4),где - коэффициент кинематической вязкости воды при температуре 60°С из табл.2 [1] :
Для стальных умеренно заржавленных труб по табл. 8 [1] принимаем
Предельные числа Рейнольса рассчитаем по формулам: (1.5) и (1.6):
,зона гидравлически шероховатого течения.
Коэффициент жидкостного трения (табл. 11 [1]) найдем по формуле (1.7):
Сумму местных сопротивлений на 7-ом участке определим по формуле (1.8):
Таким образом, получим:
,
где
из таблицы 16 по отношению
Эквивалентная длина участка:
Приведенная длина участка:
Погрешность:
Т.к. погрешность больше 5%, то производим
пересчет, задавшись
Тогда:
По ГОСТ 8732-70 из [1] примем наружный диаметр трубы , толщиной
δ = 0,005(м)
Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):
Т.к. выбранная труба совпадает с ранее принимавшейся, то и окончательные значения совпадут с принятыми во втором приближении. Поэтому проверку можно не проводить.
Фактические потери энергии на участке:
Давление в конце участка:
Определим
по
формуле (1.11).
С
помощью полученных данных найдём
значение падения напора на участке:
Сделав преобразования в этой формуле, получаем следующую зависимость:
Результаты сведем в таблицу
.
«Зависимость падения давления от расхода на 7-ом участке»
Q( ) |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
(м) |
-3 |
-2,098 |
0,607 |
5,117 |
11,430 |
19,546 |
29,467 |
41,191 |
54,719 |
Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 7-гоучастка и теплообменника: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения. Была получена и построена зависимость между падением давления от расхода.