Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Методические указания к решению задачи № 1.4





Гидравлический расчет кольцевых водопроводных сетей включает в себя назначения диаметров труб на всех участках сети и определение требуемой высоты водонапорной башни для обеспечения заданных свободных напоров в узловых точках.

Решение задачи рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. Определение диаметров магистральной разводящей сети.

1.1. Вычисление расчетных расходов.

Диаметры линий магистральной разводящей сети назначают в зависимости от величины расхода по экономической скорости (или экономическому расходу). Поэтому прежде чем назначить диаметры труб на участках кольцевой сети, необходимо определить расчетные расходы на каждом участке. Для этого на расчетной схеме магистральной водопроводной сети ориентировочно намечается вероятное распределение расходов воды, как по величине, так и по направлению.

Сумма узловых расходов в наиболее удаленных точках сети (3, 4, 5) по условиям задачи будет равна

Q=Q3+Q4+Q5.

Поскольку вычисленный расход к точкам 3, 4, 5 должен быть подан транзитом по линиям 2-3, 1-4 и 5-6, примем расходы на этих линиях одинаковыми (Q2-3=Q1-4=Q5-6) и равными 1/3 вычисленного расхода, т.е. Q2-3=Q1-4=Q5-6=Q/3 .

Тогда по линии 3-4 к узлу 4 пойдет расход Q3-4, по линии 4-5 к узлу 5 пойдет расход Q4-5.

Узел 5 в данном случае будет точкой встречи потоков.

Аналогично по линии 1-2 пойдет расход воды Q1-2, а на линии 1-6 - расход Q1-6.

1.2. Определение диаметров трубопроводов разводящей сети.



Диаметры труб устанавливаем по приложению 1 для линий 1-2 и 1-6, а также для линий 2-3, 1-4 и 6-5.

При выборе диаметра труб следует помнить о взаимозаменяемости линий в случае аварии на одном из участков сети и возможности пропуска необходимого расхода по другим линиям сети.

Линия 3-4-5 является соединительной и поэтому диаметр её принимается по конструктивным и эксплуатационным соображениям равным d3-4=d4-5=d1-4.

2. Гидравлический расчет кольцевой сети.

Гидравлический расчет сводится к определению потерь напора в сети. Определение потерь напора в линиях ведется в следующей последовательности:

2.1. Составляется расчетная схема сети, на которой указываются номера узлов (цифры в узлах), номера колец (римские цифры), длины участков, диаметры участков, узловые расходы и расходы на участках, общий расход, подаваемый в сеть (пример обозначений показан на рис. 1.4.3).

2.2. Вычисляются потери напора на участках сети по формуле

h=SQ2,

здесь S=S0L, где L – длина участка, м; Q - расход воды на участке, м3/с; S0= S0КВК1.

Значения удельных сопротивлений для каждого участка S0КВ принимаем из приложения 2.

Значения К1 принимаем из приложения 3 (для V≤1,2 м/с).

Скорости определим по диаметрам, используя формулу V=4Q/(πD2).

2.3. Определяется алгебраическая сумма потерь напора для каждого кольца

Δh =Σh.

При вычислении Δh потери напора на участках с движением по часовой стрелке считаются положительными, а на участках с движением против часовой стрелки – отрицательными.

Все расчеты рекомендуется вести в табличной форме (см. табл. 1.4.1).

Если расчетные расходы в ветвях кольца намечены правильно, то сумма потерь напора в пределах каждого кольца при движении воды по часовой стрелке должна быть равна сумме потерь напора при движении воды против часовой стрелки.

При Δh#0 действительное распределение расходов в сети отличается от намеченного первоначально распределения расходов. Величина Δh, отличная от нуля, называется невязкой.

В последнем случае производится перераспределение расходов в сети.

2.4. Перераспределение расходов в сети.

Для перераспределения расходов в сети, расходы на перегруженных линиях уменьшаются на величину увязочного расхода ΔQ за счет увеличения расходов на недогруженных линиях на ту же величину ΔQ. Если невязка получилась со знаком +, то перегруженными линиями будут участки, где движение воды происходит по часовой стрелке, а недогруженными – против часовой стрелки, и наоборот.

Увязочный расход для смежного участка между двумя кольцами равняется алгебраической сумме увязочных расходов обоих колец.

Величину увязочного расхода рекомендуется вычислять по формуле проф. В.Г. Лобачева

2.5. При производстве перераспределения расходов в сети определяются потери напора на всех участках сети при новом распределении расходов воды и вычисляются снова невязки Δh для каждого кольца. Если невязка в каждом кольце превышает 0,3–0,5 м, то производится вторичное перераспределение расходов воды по участкам и вычисление новых невязок. Если и при вторичном перераспределении расходов воды окажется, что невязки будут недопустимыми, производится третье уточнение распределения расходов воды и вычисление невязок. Обычно при третьем уточнении распределения расходов воды в сети невязки достигают допустимых значений.

Все расчеты также рекомендуется вести в табличной форме (см. табл. 1.4.2-1.4.3).

3. Определение высоты водонапорной башни:

Высота водонапорной башни (до низа бака) определяется по формуле

Нб=Нсв+∑h,

где Нcв - потребный свободный напор для потребителей; ∑h - сумма потерь напора в магистрали на пути от водонапорной башни до диктующей точки.

Диктующей точкой магистрали называется та точка, для которой высота водонапорной башни получается максимальной.

Рассмотрим пример расчета двухкольцевой водопроводной сети, представленной на рис 1.4.2, с указанными на ней величинами узловых расходов Qi (л/с) в точках 2, 3, 4, 5, 6 и длины участков кольцевой сети.

 

Рис. 1.4.2

 

Решение:

1. Определение диаметров магистральной разводящей сети.

1.1. Вычисляем расчетные расходы.

Сумма узловых расходов в наиболее удаленных точках сети (3, 4, 5) по условиям задачи будет равна

Q=Q3+Q4+Q5=15+30+30=75 л/с.

Поскольку вычисленный расход к точкам 3, 4, 5 должен быть подан транзитом по линиям 2-3, 1-4 и 5-6, примем расходы на этих линиях одинаковыми (Q2-3=Q1-4=Q5-6) и равными 1/3 вычисленного расхода, т.е.

Q2-3=Q1-4=Q5-6=Q/3=75/3=25 л/с.

Тогда по линии 3-4 к узлу 4 пойдет расход Q3-4, по линии 4-5 к узлу 5 пойдет расход Q4-5, т.е.:

Q3-4=Q2-3-Q3=25-15=10 л/с; Q4-5=Q2-3+Q3-4-Q4=25+10-30=5 л/с.

Узел 5 в данном случае будет точкой встречи потоков.

Аналогично по линии 1-2 пойдет расход воды Q1-2, а на линии 1-6 - расход Q1-6, т.е.:

Q1-2= Q2-3+Q3=25+15=40 л/с; Q1-6= Q6-5+Q6=25+13=38 л/с.

1.2. Определяем диаметры трубопроводов разводящей сети.

По приложению 1 для линий 1-2 и 1-6 диаметр труб равен D=200мм; для линий 2-3, 1-4 и 6-5, соответственно диаметр труб равен D=200 мм.

Линия 3-4-5 является соединительной, и её диаметр принимается по конструктивным и эксплуатационным соображениям равным D=200мм.

2. Гидравлический расчет кольцевой сети.

2.1. Составляем расчетную схему сети (см. рис.1.4.3).

 

Рис. 1.4.3

 

2.2. Вычисляем потери напора на участках сети

h=SQ2.

Все расчеты рекомендуется вести в табличной форме.

Пример числового расчета приведен в таблице 1.4.1.

2.3. Определяем алгебраическую сумму потерь напора для каждого кольца Δh =Σh.

 

 


Предварительное распределение расходов
 
Номер кольца Номер участка L, [м] D, [мм] ΔQ, [л/с] Q, [л/с]
`1
1-2 - 1,27 8,09 8,09 226,52 9,06
2-3 - 0,80 1,062 8,09 8,59158 6014,106 150,35 3,76
3-4 - 0,32 1,272 8,09 10,29048 7203,336 72,03 0,72
1-4 - 0,80 1,062 8,09 8,59158 6014,106 150,35 -3,76
ΔQ=Δh/2ΣSQ= 8,16 ΣSQ= 599,26 Δh = 9,78 [м]
1-6 - 1,21 8,09 8,09 215,19 -8,18
5-6 - 0,80 1,062 8,09 8,59158 6014,106 150,35 -3,76
4-5 - 0,16 1,41 8,09 11,4069 7984,83 39,92 0,20
1-4 - 0,80 1,062 8,09 8,59158 6014,106 150,35 3,76
ΣΔQ= 15,34 ΔQ=Δh/2ΣSQ= 7,18 ΣSQ = 555,82 Δh = -7,98 [м]
Сумма потерь напора в пределах кольца I при движении воды по часовой стрелке не равна сумме потерь напора в пределах кольца II при движении воды против часовой стрелки. Производим перераспределение расходов в сети.

 

Первое исправление
Номер кольца Номер участка L, [м] D, [мм] ΔQ, [л/с] Q, [л/с]
`1 7,00
1-2 8,16 31,84 1,01 1,026 8,09 8,30034 5810,238 184,99 5,89
2-3 8,16 16,84 0,54 1,137 8,09 9,19833 6438,831 108,42 1,83
3-4 8,16 1,84 0,06 1,95 8,09 15,7755 11042,85 20,31 0,04
1-4 -15,34 40,34 1,28 0,995 8,09 8,04955 5634,685 227,29 -9,17
ΔQ=Δh/2ΣSQ= 1,31 ΣSQ = 541,01 Δh = -1,42 [м]
1-6 7,18 30,82 0,98 1,03 8,09 8,3327 5832,89 179,79 -5,54
5-6 7,18 17,82 0,57 1,125 8,09 9,10125 6370,875 113,55 -2,02
4-5 -7,18 12,18 0,39 1,212 8,09 9,80508 6863,556 83,57 1,02
1-4 -15,34 40,34 1,28 0,995 8,09 8,04955 5634,685 227,29 9,17
ΣΔQ= 3,48 ΔQ=Δh/2ΣSQ= 2,17 ΣSQ = 604,20 Δh = 2,62 [м]
Сумма потерь напора в пределах кольца I при движении воды по часовой стрелке не равна сумме потерь напора в пределах кольца II при движении воды против часовой стрелки. Производим перераспределение расходов в сети.

 


 

 

Второе исправление
Номер кольца Номер участка L, [м] D, [мм] ΔQ, [л/с] Q, [л/с]
`1 7,00
1-2 -1,31 33,15 1,06 1,02 8,09 8,2518 5776,26 191,47 6,35
2-3 -1,31 18,15 0,58 1,122 8,09 9,07698 6353,886 115,30 2,09
3-4 -1,31 3,15 0,10 1,682 8,09 13,60738 9525,166 29,98 0,09
1-4 3,48 36,86 1,17 1,006 8,09 8,13854 5696,978 210,00 -7,74
ΔQ=Δh/2ΣSQ= 0,72 ΣSQ = 546,74 Δh = 0,79 [м]
1-6 -2,17 32,99 1,05 1,021 8,09 8,25989 5781,923 190,76 -6,29
5-6 -2,17 19,99 0,64 1,103 8,09 8,92327 6246,289 124,88 -2,50
4-5 2,17 10,01 0,32 1,264 8,09 10,22576 7158,032 71,64 0,72
1-4 3,48 36,86 1,17 1,006 8,09 8,13854 5696,978 210,00 7,74
ΣΔQ= 1,00 ΔQ=Δh/2ΣSQ= 0,28 ΣSQ = 597,27 Δh = -0,33 [м]
Сумма потерь напора в пределах кольца I при движении воды по часовой стрелке не равна сумме потерь напора в пределах кольца II при движении воды против часовой стрелки. Производим перераспределение расходов в сети.

 

Третье исправление
Номер кольца Номер участка L, [м] D, [мм] ΔQ, [л/с] Q, [л/с]
`1 7,00
1-2 0,72 32,42 1,03 1,023 8,09 8,27607 5793,249 187,83 6,09
2-3 0,72 17,42 0,55 1,13 8,09 9,1417 6399,19 111,49 1,94
3-4 0,72 2,42 0,08 1,806 8,09 14,61054 10227,38 24,77 0,06
1-4 -1,00 37,86 1,21 1,002 8,09 8,10618 5674,326 214,85 -8,14
ΔQ=Δh/2ΣSQ= 0,04 ΣSQ = 538,94 Δh = -0,04 [м]
1-6 0,28 32,71 1,04 1,022 8,09 8,26798 5787,586 189,33 -6,19
5-6 0,28 19,71 0,63 1,105 8,09 8,93945 6257,615 123,36 -2,43
4-5 -0,28 10,29 0,33 1,256 8,09 10,16104 7112,728 73,16 0,75
1-4 -1,00 37,86 1,21 1,002 8,09 8,10618 5674,326 214,85 8,14
ΣΔQ= 0,26 ΔQ=Δh/2ΣSQ= 0,22 ΣSQ = 600,71 Δh = 0,26 [м]
Невязка в каждом кольце не превышает 0,3–0,5 м, дальнейшее перераспределение расходов воды по участкам не производим.


Примечание. В приведенных таблицах приняты следующие обозначения:

L - длина участка;

D - диаметр трубопровода на участке;

Q - расход на участке;

v - скорость движения потока на участке;

К1 - поправочный коэффициент при скорости движения воды в трубе v<1,2 м/с, определяемый по приложению 3;

S0кв - удельное сопротивление трубы, работающей в квадратичной области сопротивления (при скорости v≥1,2 м/с);

S0=S0квК1 - удельное сопротивление трубы (при скорости v<1,2м/с);

S=S0L - сопротивление трубопровода на участке;

h - потери напора на участке сети.

2.4. Перераспределение расходов в сети.

Сумма потерь напора в пределах кольца I при движении воды по часовой стрелке не равна сумме потерь напора в пределах кольца II при движении воды против часовой стрелки. Производим перераспределение расходов в сети.

Определяем увязочные расходы.

Следует учитывать, что для смежного участка между двумя кольцами величина увязочного расхода равняется алгебраической сумме увязочных расходов обоих колец.

Определяем потери напора на всех участках сети при новом распределении расходов воды и вычисляем снова невязки Δh для каждого кольца.

3. Определение высоты водонапорной башни.

В рассматриваемом примере диктующей точкой будет узел 5 (рис. 1.4.3).

Отсюда высота водонапорной башни будет равна

Нб=Нсв+∑h=Нсв+h1-6+h6-5=14+2,43+6,19=22,62 м 23 м.

Ответ:

1) Диаметры трубопроводов на участках Di:

Номер кольца Номер участка D (мм)
1-2
2-3
3-4
1-4
1-6
5-6
4-5
1-4

2) Высота водонапорной башни Нб=23 м.


Задача № 1.5







Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2022 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.