Гидравлический расчет системы водоснабжения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Марта 2014 в 04:44, контрольная работа

Краткое описание

Цель работы – ознакомиться с методикой расчета гидравлических систем.
Задачи:
– дать ответ на контрольные вопросы в соответствии с вариантом задания;
– определить расчетные расходы воды потребителей, расчетные расходы, скорости потока, диаметры и потери по длине на участках, потребный напор на входе в систему, построить пьезометрическую линию.

Содержание

Цель работы ………………………………………………………………….2
Ответы на контрольные вопросы ………………………………………….3
Основные теоретические положения ……………………………………….5
Исходные данные и расчетная схема …………………………….………. 4
Результаты отчета …………………………………………………………. 7
Выводы……………………………………………………………..………..13
Список литературы ………………………………………………………..14

Вложенные файлы: 1 файл

Контрольная работа _2.doc

— 322.00 Кб (Скачать файл)

Министерство образования и науки

Российской Федерации

 

ФГБОУ ВПО АлтГТУ им. Ползунова И.И.

 

 

Факультет дистанционного обучения по строительным специальностям, заочное обучение

 

 

Контрольная работа №2

по курсу «Механика жидкостей и газов»

 

Гидравлический расчет системы водоснабжения

 

ОТЧЕТ

 

КР 270102.02.341 ОТ

 

Выполнил:

Студент гр. Сс-21                                                             Е.Скудина

Проверил:

Доцент кафедры ТГВ                                                       С.Еремин

 

Работа принята с оценкой _______________________________

 

 

 

Барнаул 2013г.

 

           

КР 270102.02.341 ОТ

           

Изм

Кол

Лист

№док

Подпись

Дата

       

Контрольная работа №2

Стадия

Лист

Листов

Выполнил

Скудина Е

   

У

1

14

Проверил

Еремин С

   

АлтГТУ, ФДО

       
       

 



Содержание отчета

 

  1. Цель работы ………………………………………………………………….2
  2. Ответы на контрольные вопросы ………………………………………….3
  3. Основные теоретические положения ……………………………………….5
  4. Исходные данные и расчетная схема …………………………….………. 4
  5. Результаты отчета …………………………………………………………. 7
  6. Выводы……………………………………………………………..………..13
  7. Список литературы ………………………………………………………..14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Цель и задачи контрольной работы

 

Цель работы – ознакомиться с методикой расчета гидравлических систем.

Задачи:

– дать ответ на контрольные вопросы в соответствии с вариантом задания;

– определить расчетные расходы воды потребителей, расчетные расходы, скорости потока, диаметры и потери по длине на участках, потребный напор на входе в систему, построить пьезометрическую линию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Ответы на контрольные вопросы

 

Вопрос №1: Уравнение неразрывности (постоянства расхода).

 

Закон неразрывности потока жидкости(рис. 1) -основной закон гидродинамики и формулируется следующим образом: при установившемся движении жидкости произведение средней скорости движения на площадь живого сечения является величиной постоянной, т.е. vS= const.

 

 И действительно, если  выбрать два произвольных живых сечения S1 и S2 (см. рис. 1), то вследствие того, что жидкость несжимаема, форма потока во времени не изменяется и в потоке не образуются пустоты, будем иметь следующие отношения:

Q1= v1S1;  Q2 = v2S2;  Q1 = Q2;  v1S1 = v2S2, (8.1)

 что и подтверждает основной закон гидродинамики.

 

 

 Рис. 1. Схема потока жидкости

 

 Из выражения (8.1) следует, что средние скорости v1 и v2 обратно пропорциональны соответствующим площадям живых сечений S1 и S2 потока жидкости:

v1/v2= S2/S1.  (8.2)

 Итак, уравнение неразрывности  выражает постоянство объемного  расхода Q, а следовательно, и условие  неразрывности струи жидкости, по длине установившегося потока жидкости.

 

 

 

 

 

Вопрос №2: Алгоритм расчета короткого трубопровода.

 

Простые трубопроводы

 

 Простым (коротким) называют  трубопровод, по которому жидкость  транспортируют от питателя к  приемнику без промежуточных  ответвлений потока. При этом необходимо учитывать не только потери напора на трение по длине трубопровода, но и скоростной напор и местные потери напора, которыми в данном случае нельзя пренебречь.

 Исходным при расчетах  простого трубопровода является уравнение баланса напоров (уравнение Бернулли)

 Основной расчетной зависимостью для определения потерь по длине является формула Дарси-Вейсбаха:

 

 Кроме того, скорость потока зависит от расхода и площади поперечного сечения трубопровода. Поэтому для стандартных диаметров трубопроводов из различных материалов были рассчитаны удельные сопротивления, то есть сопротивления движению потока на единице длины при единичном расходе:

В результате формула для расчета потерь преобразуется к виду:

где: b– коэффициент, учитывающий скорость потока и материал трубопровода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Основные теоретические положения.

 

Основная задача гидравлического расчета – определение потерь напора на преодоление сил трения (потерь по длине) и местных сопротивлений (изменение направления и сечения потока, запорно-регулирующая арматура). При расчете длинных трубопроводов, где определяющими являются потери по длине, потерями на местных сопротивлениях обычно пренебрегают.

Основной расчетной зависимостью для определения потерь по длине является формула Дарси-Вейсбаха:

где: L, d – длина и диаметр трубопровода;

V – скорость потока;

l – коэффициент гидравлического трения, зависит от свойств жидкости, материала трубопровода (шероховатости стенок) и режима течения (числа Рейнольдса).

Однако при высокой степени турбулизации потока, что соответствует квадратичной области сопротивления и режиму течения в большинстве систем водоснабжения, число Рейнольдса не влияет на величину коэффициента. Кроме того, скорость потока зависит от расхода и площади поперечного сечения трубопровода. Поэтому для стандартных диаметров трубопроводов из различных материалов были рассчитаны удельные сопротивления, то есть сопротивления движению потока на единице длины при единичном расходе:

Значения А приводятся в справочниках по гидравлическим расчетам. В результате формула для расчета потерь преобразуется к виду:

где: b – коэффициент, учитывающий скорость потока и материал трубопровода.

Однако величина коэффициента b близка к единице и в некоторых случаях его не применяют.

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Исходные данные и расчетная схема.

 

Исходные данные (вариант 3.4.1)

Таблица 1 - Исходные данные для задания 2

 

Первая цифра номера варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Материал труб

сталь

чу-гун

плас-тик

асбо-цем.

сталь

чу-гун

плас-тик

асбо-цем.

сталь

 

Вторая цифра номера варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Длины  участков, метры

1-2

100

50

40

25

100

50

40

25

100

2-3

1100

1000

1100

1000

1100

1000

1100

1000

1100

3-4

600

550

600

-

600

550

600

-

600

4-6

-

950

1000

1050

-

950

1000

1050

-

2-6

700

850

-

750

700

850

-

750

700

2-5

800

-

750

820

800

-

750

820

800

5-6

800

850

750

800

800

850

750

800

800

6-7

400

300

430

340

400

300

430

340

400

7-8

600

450

550

650

600

450

550

650

600

7-9

1500

1300

1200

1100

1500

1300

1200

1100

1500

7-10

2000

1500

1700

1600

2000

1500

1700

1600

2000

 

Третья цифра номера варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Номера вопросов

1,18

2,10

3,11

4,12

5,13

6,14

7,15

8,16

9,17

 

Равномерно-распределенный расход    q = 0,005 л/с на пог. метр

Свободный напор в узловых точках     Нсв = 5 м

Геодезические отметки узловых точек:

 

z1 = 0 м

 

z8 = 4 м

 

z9 = 6 м

 

z10 = 8 м

 

Таблица 2 - Ср. суточные нормы потребления воды,   м3/сутки

Потреби-тель №3

Потреби-тель №4

Потреби-тель №5

Потреби-тель №8

Потреби-тель №9

Потреби-тель №10

50

200

150

100

250

300


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 - Стандартные диаметры и удельные сопротивления трубопроводов

Стальные

Чугунные

Пластмасс.

Асб.- цемент.

d, м

А

d, м

А

d, м

А

d, м

А

0,350

0,3731

0,350

0,4365

0,280

2,459

0,350

0,4342

0,300

0,8466

0,300

0,9485

0,250

4,454

0,300

0,9140

0,250

2,187

0,250

2,528

0,225

7,715

0,250

2,2270

0,200

6,959

0,200

8,092

0,200

14,26

0,200

6,8980

0,175

20,79

0,150

37,11

0,180

24,76

0,150

31,55

0,150

30,65

0,125

96,72

0,160

45,91

0,100

187,70

0,125

76,36

0,100

311,70

0,140

91,62

     

0,100

172,9

     

0,125

166,70

     
           

0,110

323,90

     
           

0,090

926,80

     

 

 

 

 

Рисунок 2 – Расчетная схема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Результаты отчета

 

    1. Определение расчетных расходов воды

Определение максимальных суточных расходов воды

  [м3/сут]

где: αсут=1,3 – коэффициент суточной неравномерности потребления воды;

Q – среднесуточная норма  потребления [м3/сутки], определяется из таблицы Б исходных данных.

Определение максимальных часовых расходов воды

  [м3/час]

где: aчас=2,5 – коэффициент часовой неравномерности потребления воды.

Определение максимальных секундных расходов воды

  [м3/с]

Таблица 4 - Расчетные расходы потребителей

 

3

4

5

8

9

10

Qмакс.сут

65

260

195

130

325

390

Qмакс.час

6,77

27,08

20,31

13,54

33,85

40,63

Qрасч

0,0019

0,0075

0,0056

0,0038

0,0094

0,0113


 

 

    1. Гидравлический расчет трубопроводов от точки  6  до точек  8, 9, 10
      1. Определение расчетных расходов на участках

= 0,0038  м3/с

 = 0,0094 м3/с

 = 0,0113+0,55*0,005*1,6 = 0,0157 м3/с

= 0,0038+0,0094+0,0113+0,005*1,6 = 0,0325 м3/с

 

 

 

 

 

      1. Определение расчетных диаметров трубопроводов

Задаются расчетной скоростью потока в пределах (0,2…1,5) м/с. Пусть Vрасч=1м/с. Из уравнения постоянства расхода можно получить расчетную формулу:

Информация о работе Гидравлический расчет системы водоснабжения