Гидравлический расчёт тупиковой водопроводной сети

 

Нижегородский государственный

 архитектурно-строительный

университет

 

 

 

 

 

Кафедра гидравлики

 

 

 

 

 

Курсовая работа

“Гидравлический расчёт тупиковой 

водопроводной сети”

 

 

 

 

 

 

 

    

 

 

      Преподаватель                                                           МейеровА.С.

      Дата выдачи : 30.09.03

      Дата  сдачи : 30.11.03

 

 

 

 

Нижний Новгород-2003

 

 

Содержание

    1.Исходные  данные                                                                                          3

    2.Определение  размеров канала                                                                     4

    3.Расчёт труб  сети 

       3.1. Определение  расчётных расходов в трубах  сети

       3.2. Определение  действительных стандартных диаметров  труб сети

       3.3. Определение скоростей в трубах действительных диаметров

       3.4. Определение  режима движения жидкости в  трубах

       3.5. Определение  потерь напоров в трубопроводах

    4.Расчёт вакуума  насоса

    5.Определение  мощности электродвигателя

    6.Схема пьезометрической линии

    7.Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Исходные  данные

       Для снабжения  водой объектов строительной  площадки запроектирована временная  тупиковая водопроводная сеть. Вода  забирается центробежным насосом  из водохранилища, которое заполняется водой по каналу из реки (рис.1). Канал имеет гидравличеки наивыгоднейшее сечение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

       Топографический  план местности со схемой водопроводной  сети        приведён  на рис.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

Чикунова Наталья Константиновна

      Ф=8          И=7        О=14

     

      Расход  воды в канале:

     

      Длина  канала:L=100м

      Уклон  откоса канала:m=1

      Уклон  канала:I=0,0009

      Рекомендуемые  скорости в трубах сети:V=0,8-1,2 м/с

      Минимальный  напор в сети:h_min=10 м.вод.ст.

      КПД  насосного агрегата h=0,96

2.Определение  размеров канала

      Для  определения размеров канала (h и b) составляем таблицу:

h	b	c	w	R	i	C	V	Q
0.5	0.4	3.2	0.45	0.14	0.0009	28.82	0.32	0.15
1.0	0.8	6.4	1.8	0.28	0.0009	32.35	0.51	0.92
1.5	1.2	9.6	4.05	0.42	0.0009	34.62	0.67	2.73
2	1.7	13.1	7.4	0.56	0.0009	36.32	0.82	6.06

 

 

где h берём через каждые 0,5 м, а b вычисляем по формуле:

                                

       c-смоченный периметр,

          

        w-живое сечение, w=h²+bh ,м² ;

         R-гидравлический радиус,R=w/c ,м ;

         С-скоростной  множитель , вычисляем по формуле  Маннинга :

       

     

 

 

          V вычисляем по формуле Шези для расчёта открытых каналов :

          

           Q –расход воды,

           

           По  значениям таблицы строим график :

 

 

 

 

 

 

 

 

           По графику находим значение h при Q=4 л/с,затем определяем b :

            h=1.75 м     b=1.45 м

3.Расчёт труб  сети

3.1 Определение расчётных  расходов в трубах сети

           

            Q_вс.л=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄=21л/с+28л/с+16л/с+16л/с=81л/с

           

3.2 Определение   действительных стандартных диаметров труб сети

            Диаметр трубы D определяем по формуле :

            

 

              где  V=1 м/с

             

 

 

           

       3.3. Определение  скоростей в трубах действительных  диаметров

               Скорость V вычисляем по формуле :

                               

             

 

3.4. Определение  режима движения жидкости в  трубах

                 Режим движения воды определяется  по безразмерному числу, предложенному  О.Рейнольдсом в 1883 году:

 

                  где V-скорость течения, м/с

                         D-внутренний диаметр трубы, м

                         n-коэффициент кинематической вязкости, n=10^-6(м²/с)

 

                 

       3.5. Определение потерь напоров  в трубопроводах

                 

                  Потери напора по длине в  напорных трубопроводах вычисляются  по формуле Ю.Вейсбаха-А.Дарси :

         где l-коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

               l- длина трубопровода, м;

               D-внутренний стандартный диаметр трубопровода,м;

               V-действительная скорость течения воды,м/с;

               g-ускорение силы тяжести,м/с²

 

            Коэффициент l определяем по формуле Альтшуля:

 

            где К_э-эквивалентная равномернозернистая шероховатость ,К_э=1,4 мм

           

                         

            

 

4.Расчёт вакуума  насоса

             Предельное значение вакуума  Н_вак определяем по формуле :

 

             где h_н=4м –высота от оси насоса до горизонта воды;

                    h_l-потеря напора по длине всасывающего трубопровода;

                    Sh_iR-потери напора на местные сопротивления всасывающего трубопровода;

                    x_З=0,18(открытие 0,8);

                     x_К=0,15 ;

                     x_обр.кл=10

                    

                     

                      

                     

 

 

 

 

 

5.Определение  мощности электродвигателя

            Мощшость насоса определяем по  формуле :

 

             где r-плотность воды ,r=1000    ;

                    g-ускорение силы тяжести;

                    Q=Q_вс.л-расчётный расход ,подаваемый насосом;

                    Н_полн=H_вак+h_H+h_HW+h_min – полный напор насоса;

                    h_нw=h_вс.л=0,51м;

                    h-коэффициент полезного действия;

                    1000-коэффициент для перевода ватт  в киловатты

                    Н_полн=4,57м+3м+0,51м+10=18,08м

                   

                   

                     Мощность двигателя определяем  по формуле:

             где К-коэффициент запаса, учитывающий  возможную перегрузку двигателя,К=1,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    7.Список литературы

      1.Ставровский А.П.Гидравлический расчёт тупиковой водопроводной сети.-1986

      2.Козин  В.Н.Основы технической гидродинамики.-1984

      3.Справочник  по гидравлическим расчётам.Под  редакцией Киселёва П.Г.-М.:Энергия,1974