3.7. Расчет всасывающего трубопровода 1
Из табл.П2 определяем абсолютное давление воды на линии насыщения:
При
Избыточное давление насыщения
Принимаем
запас по давлению
.
Избыточное давление воды перед насосом
.
Задаемся скоростью воды в трубопроводе v1= 0,5 м/с. Отсюда
,
.
Из
табл. П6 принимаем
= 8 мм, dнар,1=456+2∙8=472
мм. Ближайшей из ряда является труба с
наружным диаметром
.
Внутренний диаметр трубы
.
Скорость воды в трубе
.
.
Согласно табл. П11 для стальной сварной умеренно заржавевшей трубы принимаем величину эквивалентной шероховатости 1=0,5 мм. Параметры течения
,
.
Из табл. П12 определяем, что течение в трубе находится в области гидравлически шероховатых труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле Альтшуля:
.
При длине трубопровода 1=50 м линейное сопротивление
.
Из
табл. П13 для трубы диаметром 410 мм
коэффициент гидравлического сопротивления
всасывающего клапана составляет
=3,1.
Гидравлическое сопротивление клапана
.
Отсюда допустимая высота всасывания
Результаты расчета сводим в таблицу.
Расчетные характеристики трубопроводов
-
Характеристика
Трубопроводы
1
2
3
4
5
6
Длина трубы, м
50
150
450
370
280
11,5
Диаметр трубы, мм
Dнар
426
351
450
325
299
273
Dвн
410
335
430
309
283
257
Давление воды, МПа
вход
0
0,363
0,113
0,163
0,064
0
выход
-0,067
0,113
0,163
0,07
0,12
0,113
Объемный расход воды, м3/с
0,085
0,085
0,14
0,08
0,06
0,055
Скорость воды, м/с
0,644
0,965
0,965
1,067
0,991
1,061
Критерий Рейнольдса Re
247835
303435
389484
309468
903348
255942
Коэффициент сопротивления
0,0216
0,0201
0,0189
0,0204
0,0198
0,0214
Линейное сопротивление, МПа
0,005
0,004
0,009
0,014
0,010
0,005
Строим график геометрических высот узловых точек (рис.6). Начальная точка на графике соответствует месту забора воды из колодца. Ее координаты (0; - 6,23). Точки a и b на схеме сливаются в одну точку на графике с координатами (50;0). Точка с по оси абсцисс отстоит от точки b на 150 м и находится выше на 25 м. Ее координаты (200;25). Из нее выходят две линии, соответствующие магистральному трубопроводу 3 и трубопроводу 6 водонапорной башни. Уровню воды в водонапорной башне (окончанию трубопровода 6) соответствует точка с координатами (200; 36,5). Точки e, f, r, k сливаются в одну точку на графике с координатами (650;19). Из этой точки отходят две линии, соответствующие потребителю I с координатами (1020;27) и потребителю II с координатами (930;12).
Строим график избыточных давлений в узловых точках (рис.7). В месте забора воды абсолютное давление равно атмосферному, а избыточное давление равно нулю. В точке a перед насосом давление понижается до -0,067 МПа, после насоса в точке b давление возрастает до 0,363 МПа. При движении воды по трубопроводу 2 давление воды в точке с снижается до 0,113 МПа. Основной вклад в падение давления вносит затрата энергии на подъем жидкости на высоту 25 м. В трубопроводе водонапорной башни давление снижается до атмосферного, а в магистральном трубопроводе 3, направленном под уклон с разностью высот 6 м, давление воды возрастает до 0,163 МПа. В точке е происходит разделение потоков к потребителям. В напорном трубопроводе 4 давление снижается до 0,07 МПа, в трубопроводе 5 за счет сопротивления на частично закрытой задвижке давление в точке r снижается до 0,124 МПа, затем на величину сопротивления подогревателя в точке k уменьшается до 0,064 МПа и за счет движения воды под уклон возрастает в точке m до 0,12 МПа.
