Санкт–Петербургский государственный политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра гидравлики

Расчетно-графическое задание №3

Дисциплина: Гидравлика

Тема: Расчет длинных трубопроводов

Выполнила студентка группы 3019/3 Чакир М.Ф.

Преподаватель доц. Стрелец К.И. ___________________

«___» _________ 2011г.

Санкт-Петербург

2011

Содержание:

1. Исходные данные 3

2.1 Определение диаметров труб для отдельных участков магистрали и ответвлений 4

2.1.1 Выбор магистрали 4

2.1.2 Расчет магистрали 1-2-3-4 4

2.1.3 Построение пьезометрической линии 5

2.1.4 Расчет ответвлений 6

3. Расчет водопровода 7

4. Приложение. Чертежи. 7

5. Список использованной литературы 8

1. Исходные данные

Имеется схема водопроводной сети (рис. 1) в виде длинного сложного, разомкнутого трубопровода, образованного чугунными трубами, бывшими в эксплуатации. Водопроводная сеть питается от бака, установленного на водонапорной башне, причем горизонт воды в баке считается неизменным во времени.

Заданы расходы в отдельных точках сети в л/с:

q₂ = 7

q₄ = 5

q₅ = 8

q₆ = 5

Задан расход воды, отдаваемой непрерывно и равномерно по длине трубы 2-5:

q’ = 0,02 л/с на 1 пог. м.

Заданы длины отдельных труб в м:

l_1-2 = 1050

l_2-3 = 1300

l_3-4 = 1200

l_2-5 = 1000

l_3-6 = 1050

Заданы отметки поверхностей земли в узловых и концевых точках в м:

∇₁=2,9

∇₂=2,6

∇₃=2,9

∇₄=2,3

∇₅=2,1

∇₆=1,9

Задано наименьшее допустимое возвышение пьезометрической линии над поверхностью земли в концевых точках сети (точки 4,5 и 6):

h = 3 м

Рис. 1. Схема водопроводной сети

2. Расчет водопроводной сети

2.1 Определение диаметров труб для отдельных участков магистрали и ответвлений

2.1.1 Выбор магистрали

Магистральный трубопровод определяется как самый протяженный и наиболее нагруженный расходами, исходя из этого, рассмотрим возможные варианты:

Протяженности трубопроводов:

l_1-2-3-4 = 1050+1300+1200=3550 м

l_1-2-3-6 = 1050+1300+1050=3400 м

l_1-2-5 = 1050+1000= 2050 м

Наиболее протяженный: 1-2-3-4

Расчетные расходы трубопроводов:

Q_3-4 = q₄ = 5 л/с

Q_3-6 = q₆ = 5 л/с

Q_2-3 = q₄ + q₆ = 5+5 = 10 л/с

Q_2-5 = q₅ + 0,55∙q’∙l_2-5= 8 + 0,55∙0,02∙1000 = 11 л/с

Q_1-2 = Q_2-3 + Q_2-5 + q₂ = 10 +11 + 7 = 28 л/с

По нагружению трубопроводы 1-2-3-6 и 1-2-3-4 одинаковы. Следовательно, исходя из длины, в качестве магистрального выбираем трубопровод 1-2-3-4.

2.1.2 Расчет магистрали 1-2-3-4

Расчет магистрального трубопровода при неизвестной высоте напорной башни ведется по экономической скорости V_эк = 1,0 м/с.

, (2.1)

где D_i-j - диаметр участка магистрали i-j, м;

V_эк - экономическая скорость, м/с;

Q_i-j - расчетный расход для участка i-j, м³/с.

Диаметр трубы на участке 3-4:

= 79,8 мм.

По сортаменту принимаем значение диаметра трубы D_3-4 = 100 мм.

Диаметр трубы на участке 2-3:

По сортаменту принимаем значение диаметра трубы D_2-3 = 125 мм.

Диаметр трубы на участке 1-2:

По сортаменту принимаем значение диаметра трубы D_1-2 = 200 мм.

Зная для каждой трубы диаметр D и расход Q, определяем для всех участков магистрали потери напора по формуле:

, (2.2)

где K_i-j модуль расхода на участке i-j, л/с

Q_i-j - расчетный расход для участка i-j, л/с

l_i-j - длина i-j участка, м

Трубы для водопроводной сети принимаем чугунные, бывшие в эксплуатации. Согласно этому, значение модуля расхода K_i-j принимаем из таблицы 4.6, стр. 40 [1].

Потеря напора для участка 1-2:

Потеря напора для участка 2-3:

Потеря напора для участка 3-4: