Файл: Методические указания к выполнению контрольных и расчетнографических работ для студентов технических специальностей.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 204
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Расход воды составляет
.
Задача 4. Определить время наполнения бассейна объемом из магистрали с заданным давлением по горизонтальной трубе длиной и диаметром , снабженной вентилем ( ) и отводом ( ) (рис.3). Коэффициент сопротивления трения определить по эквивалентной шероховатости мм, предполагая наличие квадратичного режима.
Решение задачи:
Примем ; ; ; .
Напишем уравнение Бернулли для сечения 1-1 и 2-2 относительно оси трубопровода
После приведения подобных членов получим
откуда
Коэффициент сопротивления трения определяем по формуле Никурадзе
тогда
Время наполнения бассейна
Задача 5. Определить диаметры труб для участков тупиковой водопроводной сети и установить требуемую высоту водонапорной башни в точке 1 для подачи следующих расходов в конечные пункты сети: , , , и . Длины участков в метрах указаны на схеме сети (рис.4). Местность горизонтальная. В конечных пунктах сети должен быть обеспечен свободный напор . При расчете воспользоваться значениями предельных расходов и расходных характеристик для новых водопроводных труб.
Решение задачи:
Примем ; ; и .
1. Устанавливаем расчетные расходы для всех участков сети:
,
,
,
,
,
,
.
2. За главную линию тупиковой сети (магистраль) принимаем наиболее длинную и нагруженную линию, по которой проходят наибольшие расходы. В нашем случае за магистраль принимается линия 1-2-3-4.
3. Расчет магистрали ведем в данной последовательности:
а) пользуясь табл. 1, определяем для заданных расчетных расходов диаметры труб для всех участков магистрали и заносим их в таблицу, в которую в дальнейшем будем заносить все результаты расчета магистрали;
Таблица 1 – Значение предельных расходов
и расходные характеристики для новых водопроводных труб
б) для принятых диаметров труб по справочной таблице находим расходные характеристики ;
в) определяем потери напора на трение для каждого участка по формуле
г) требуемую высоту водонапорной башни определяем из уравнения Бернулли, написанного для пунктов 1 и 4:
Так как местность по условию задачи горизонтальная, то
Пьезометрическая высота в первом пункте представляет собой искомую высоту водонапорной башни , а пьезометрическая высота – свободный напор в конечном пункте :
Округленно принимаем
Определяем пьезометрические высоты в узлах магистрали:
Таблица 2 – Результаты расчета магистрали
Окончание табл.2
4. Ответвления от магистрали делятся на простые и сложные. Простые ответвления состоят из одного участка, а сложные – из двух и более участков. В качестве сложного ответвления в нашем случае выбирается линия 2-5-7, так как участок 5-7 по длине больше, и расход больше расхода .
Расчет сложного ответвления ведется в определенной последовательности:
а) определяем допустимые потери напора для ответвления 2-5-7 как разность пьезометрических высот в начальном и конечном пунктах ответвления:
б) находим средний гидравлический уклон
в) определяем требуемые расходные характеристики:
Расход воды составляет
.
|
Рис. 3 |
Решение задачи:
Примем ; ; ; .
Напишем уравнение Бернулли для сечения 1-1 и 2-2 относительно оси трубопровода
После приведения подобных членов получим
откуда
Коэффициент сопротивления трения определяем по формуле Никурадзе
тогда
Время наполнения бассейна
|
Рис. 4 |
Задача 5. Определить диаметры труб для участков тупиковой водопроводной сети и установить требуемую высоту водонапорной башни в точке 1 для подачи следующих расходов в конечные пункты сети: , , , и . Длины участков в метрах указаны на схеме сети (рис.4). Местность горизонтальная. В конечных пунктах сети должен быть обеспечен свободный напор . При расчете воспользоваться значениями предельных расходов и расходных характеристик для новых водопроводных труб.
Решение задачи:
Примем ; ; и .
1. Устанавливаем расчетные расходы для всех участков сети:
,
,
,
,
,
,
.
2. За главную линию тупиковой сети (магистраль) принимаем наиболее длинную и нагруженную линию, по которой проходят наибольшие расходы. В нашем случае за магистраль принимается линия 1-2-3-4.
3. Расчет магистрали ведем в данной последовательности:
а) пользуясь табл. 1, определяем для заданных расчетных расходов диаметры труб для всех участков магистрали и заносим их в таблицу, в которую в дальнейшем будем заносить все результаты расчета магистрали;
Таблица 1 – Значение предельных расходов
и расходные характеристики для новых водопроводных труб
Диаметр, мм | Предельные расходы, л/с | Расходная характеристика К, л/с | Диаметр, мм | Предельные расходы, л/с | Расходная характеристика К, л/с |
50 | - | 9,9 | | | |
75 | - | 28,7 | | | |
100 | до 5,4 | 61,4 | 450 | 130-168 | 4259,3 |
125 | 5,4-9,0 | 110,8 | 500 | 168-237 | 4324,2 |
150 | 9,0-15,0 | 179,4 | 600 | 237-355 | 6999,3 |
200 | 15,0-28,5 | 383,7 | 700 | 355-490 | 10517 |
250 | 28,5-45,0 | 692,1 | 800 | 490-685 | 14964 |
300 | 45-68 | 1120,6 | 900 | 685-882 | 20430 |
350 | 68-96 | 1684,2 | 1000 | 882-1120 | 26485 |
400 | 96-130 | 2397 | | | |
б) для принятых диаметров труб по справочной таблице находим расходные характеристики ;
в) определяем потери напора на трение для каждого участка по формуле
г) требуемую высоту водонапорной башни определяем из уравнения Бернулли, написанного для пунктов 1 и 4:
Так как местность по условию задачи горизонтальная, то
Пьезометрическая высота в первом пункте представляет собой искомую высоту водонапорной башни , а пьезометрическая высота – свободный напор в конечном пункте :
Округленно принимаем
Определяем пьезометрические высоты в узлах магистрали:
Таблица 2 – Результаты расчета магистрали
Н омера пунктов | Длины участков , | Расчетные расходы , | Диаметры труб , | Расходные характеристики , | Потери напора , | Пьезометрические высоты , |
1 2 | 400 | 48 | 300 | 1120,6 | 0,73 | 16,00 15,27 |
Окончание табл.2
Н омера пунктов | Длины участков , | Расчетные расходы , | Диаметры труб , | Расходные характеристики , | Потери напора , | Пьезометрические высоты , |
2 3 4 | 400 700 | 32 22 | 250 200 | 692,1 383,7 | 0,86 2,3 | 15,27 14,41 12,11 |
4. Ответвления от магистрали делятся на простые и сложные. Простые ответвления состоят из одного участка, а сложные – из двух и более участков. В качестве сложного ответвления в нашем случае выбирается линия 2-5-7, так как участок 5-7 по длине больше, и расход больше расхода .
Расчет сложного ответвления ведется в определенной последовательности:
а) определяем допустимые потери напора для ответвления 2-5-7 как разность пьезометрических высот в начальном и конечном пунктах ответвления:
б) находим средний гидравлический уклон
в) определяем требуемые расходные характеристики: