Задание 6

Рассчитать диаметр трубопровода для перекачки воды из скважины (колодца) в водонапорную башню для следующих условий:

-известно превышение уровня воды в водонапорной башне над уровнем воды в скважине h;

-известна длина трубопровода L, подаваемый по трубе расход Q и допустимые потери напора в трубопроводе h_w , а так же коэффициент шероховатости стенок трубопровода n:

№ варианта	Q, л/с	L, м	h, м	hw доп., м	n
15	65	2000	22	32	0,026

Принимаем в расчете напор H = h_w + h

Найдем напор Н:

Н = 22 + 32 =54

Решим эту задачу методом подбора различных диаметров

Формула Шези для расхода: , где С – коэф. Шези, R – гидравлический радиус, I – гидравлический уклон, ω – площадь водного сечения.

Обозначим K = , где К – расходная характеристика трубопровода.

Найдем К(фактическое) для нашего случая. Так как , тогда К(ф) = = 0,065*10³*6,086

К(ф) = 396 л/с

1. Пусть d₁=0,1

А) Определяем гидравлический радиус R₁:

R₁= d₁/4=0,1/4=0,025

Б) По формуле С= найдем коэффициент Шези:

С₁ = 1/0,026+17,72lg0.025 = 38,46-28,389 = 10,071

В) Найдем расходную характеристику К₁ по формуле:

К₁= ω ₁*С₁*√R₁=((πd₁²)/4)*С₁*√R₁

К₁=((3,14*0,1²)/4)* 10,071*√0,025==0,013 м³/с

2. Пусть d₂=0,2

A) Определяем гидравлический радиус R₂:

R₂= d₂/4=0,2/4=0,05

Б) По формуле С= найдем коэффициент Шези

С₂=1/0,026+17,72lg0.05 = 38.46-23,054 = 13,406

В) Найдем расходную характеристику К₂ по формуле:

К₂= ω ₂*С₂*√R₂=((πd₂²)/4)*С₂*√R₂

К₂=((3,14*(0,2)²)/4)* 13,406*√0,05 = 0,094 м³/с

3. Пусть d₃=0,3

А) Определяем гидравлический радиус R₃:

R₃= d₃/4=0,3/4=0,075

Б) По формуле С= найдем коэффициент Шези:

С₃=1/0,026+17,72lg0.075 = 38,46 – 19,934 = 18,526

В) Найдем расходную характеристику К по формуле:

К₃= ω ₃*С₃*√R₃=((πd₃²)/4)*С₃*√R₃

К₃=((3,14*(0,3)²)/4)* 18,526*√0,075 = 0,358 м³/с

4.Пусть d₄=0,4

а) Определяем гидравлический радиус R₄:

R₄= d₄/4=0,4/4=0,1

б) По формуле с= найдем коэффициент Шези:

С₄ = 1/0,026+17,72lg0.1=38,46 – 17,72 = 20,74

К₄= ω ₄*С₄*√R₄=((πd₄²)/4)*С₄*√R₄

К₄=((3,14*(0,4)²)/4)* 20,74*√0,1=5.62*0.32 = 0,824 м³/с

Полученные значения запишем в таблицу:

d, м	0.1	0.2	0.3	0,4
С, м0,5/с	10,071	13,406	18,526	20,74
К, м3/с	0.013	0,094	0,358	0,824

Далее строим график зависимости расходной характеристики К и диаметра d (см. приложение №3). Далее по графику и К(фактическое) определяем нужный нам диаметр трубопровода.

Получили d(трубы)=0,31 м

Список графических приложений

1. Приложение № 1 – гидрограф речного стока реки Сарва - п. Таныш.

2. Приложение № 2 – кривая обеспеченности минимальных среднемесячных расходов источника.

3. Приложение № 3 – график зависимости расходной характеристики К и диаметра d.