Кафедра «Экология и энергоэффективность в техносфере»

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Экология и энергоэффективность в техносфере»

Р. Н. вострова

Гидравлический расчет напорного трубопровода в системе водоснабжения

Учебно-методическое пособие

для студентов строительного и заочного факультетов

Гомель 2017

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Экология и энергоэффективность в техносфере»

Р. Н. вострова

Гидравлический расчет напорного трубопровода в системе водоснабжения

Одобрено учебно- методической комиссией строительного факультета

в качестве учебно-методического пособия

по выполнению расчетно-графической работы № 1

для студентов строительных специальностей

Гомель 2018

УДК 556.536 (075.8)

ББК 30.123

В78

Рецензент – д-р физ.-мат.. наук, профессор кафедры «Строительная механика» Э. И. Старовойтов (УО «БелГУТ»)

Воробьев С.А., Вострова, Р. Н.

В78 Гидравлический расчет напорного трубопровода в системе водоснабжения, построение напорной и пьезометрической линий : учеб.-метод. пособие / Р. Н. Вострова, ; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель : БелГУТ, 2017. – 62 с.

ISBN 978-985-554-556-0

Рассмотрены теоретические основы гидравлического расчета напорного трубопровода, даны исходные данные для выполнения расчетно-графической работы.

Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 1-70 04 03 «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов»,

УДК 556.536 (075.8)

ББК 30.123

ISBN 978-985-554-556-0

Оглавление

Введение ……………………………………………………………………………..	4
1 Состав и объем расчетно-графической работы…...………………………….	4
2 Исходные данные………………….…………..……….........................................	5
3 Основные сведения для проведения расчетов………………………….	11
3.1 Подбор диаметра самотечной трубы или сифона (вариант А и В)	13
3.2 Определение действительного перепада уровней в I и II резервуаре (вариант заданий А и В) ……………………………………………………	16
3.3 Порядок выполнения гидравлического расчета напорного трубопровода насосной установки (вариант заданий А и В)..…….... 3.3.1 Определение диаметра всасывающего трубопровода насосной установки………………………………………………………….. 3.3.2 Определение высоты установки центра насоса над линией свободной поверхности………………………………………...... 3.3.4Определение диаметра нагнетательного трубопровода насосной установки………………………………………………. 3.3.5Определение потерь напора в нагнетательном трубопроводе…	20
3.4 Определение потребного напора насосной установки……………….	21
3.5 Графическое построение напорной и пьезометрической линии…….	25
Список литературы …………………………………………………………………	60

Приложение А. …………………………………………………………………………...62

Приложение В. …………………………………………………………………………...62

ВВЕДЕНИЕ

Расчетно-графическая работа «Гидравлический расчет напорного трубопровода» по дисциплине «Механика жидкости и газа» выполняется студентами специальности 70 04 03 «Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов» в третьем семестре обучения. Гидравлический расчет системы водоснабжения производятся с целью выбора диаметра трубопровода, определения скоростей и расходов в системе водоснабжения, потерь напоров, а также для определения потребного напора трубопровода, работающего на данную систему водоснабжения.

Определив полные напоры на участке системы водоснабжения, можно построить напорную и пьезометрическую линию, которые позволяют определить давление на любом участке водопровода, а также напор и скорость в любом его сечении. Гидравлический расчет напорных трубопроводов позволяет осуществить подбор энергоэффективного оборудования для подачи воды от источника до потребителя.

Целью работы является закрепление знаний, полученных студентами при изучении теоретического материала, выработка у них навыков практического применения этих знаний при решении инженерных задач.

Пример выполнения работы

Задание

В расчетно-графической работе необходимо произвести гидравлический расчет напорных трубопроводов с сифонным водозабором (схема 2).

Из канала I по сифону (снабженному фильтром и обратным клапаном) длиной l и диаметром d вода под напором h₁перетекает в прибрежный колодец II. Высота подъема воды по сифону h_0.

Из прибрежного колодца II центробежный насос V перекачивает воду в открытый резервуар. Всасывающая труба насоса длиной l_вс снабжена фильтром с обратным клапаном и имеет два поворота с отношением радиуса поворота к диаметру трубы R/ d_вс =6,0.

Далее по напорному трубопроводу длиной l_ни диаметром d_нвода поступает в резервуар III, находящийся под избыточным давлением р_0.Материал трубопроводов – сталь.

Из резервуара III вода перетекает в резервуар IV через отверстие диаметром d_отв. под действием напора h_3.

В задании необходимо определить: диаметр сифона; разность уровней в канале I и колодце II; проверить возможность подъема воды в сифоне на заданную высоту h₀; определить высоту установки центра насоса h₂, если давление на входе в насос р_вак= 0,1 ат.; вычислить разность горизонтов резервуаров III и IV h₃и определить мощность насосной установки для всех участков напорных трубопроводов.

Найти гидродинамический потребный напор трубопровода, приведенного на схеме №2., построить пьезометрическую и напорную линии сифонного водозабора и всасывающего и нагнетательного трубопровода насосной установки.

Исходные данные:

Q= 63 л/с;

;

р_вак= 0,1 ат;

;

H=19 м;

t=20℃.

Материал труб: сталь, следовательно, эквивалентная абсолютная шероховатость труб в данной задаче будет равна [1]:

Δэ=0,1мм=0,1·10³м.

Для решения потребуется значение кинематического коэффициента вязкости для воды при t=20℃ , которое возьмем из справочника [1]:

ν=0,0101 /с=0,101· /с.

Трубопровод от прибрежного колодца I до II представляет собой сифон.

Подбор диаметра сифона

Диаметр трубопровода можно определить их таблиц [2] для

гидравлического расчета водопроводных труб, зная гидравлический уклон и расход воды в сифоне или самотечной трубе (ПРИЛОЖЕНИЕ А). В свою очередь средний гидравлический уклон можно определить по формуле

i_ср= h₁/l₁. (1)

Применимо к нашей схеме гидравлический уклон равен

i_ср= 0.42/20=0.021.

Список литературы

1. Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. Л.: 1961. – 352 с.

2. Шевелев Ф.А., Шевелева А.Ф. Таблицы гидравлического расчета водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1984. -112 с.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. Л.: 1961. – 352 с.

2 Шевелев Ф.А., Шевелева А.Ф. Таблицы гидравлического расчета водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1984. -112 с.

Приложение А

Таблица А.1 – Зависимость коэффициента кинематической вязкости воды от температуры

t, ºC	0	5	7	10	12
	0,0179	0,0152	0,0143	0,0131	0,0124
t, ºC	15	17	20	25	30
	0,0114	0,0109	0,0101	0,009	0,008

Таблица А.2 - Коэффициенты местных сопротивлений

Наименование вида местного сопротивления

Коэффициент местного сопротивления

Вентиль с изменением направления движения жидкости на 90⁰ Вентиль с прямоточным движением жидкости Распределительные устройства и обратные клапаны Значительное расширение потока при поступлении жидкости в гидроцилиндры Штампованные или сверленые угольники под 90⁰ Прямоугольные тройники: для отводимого под углом 90⁰ потока для транзитного потока Выход жидкости из цилиндров в трубы Приемный клапан Кран управления (при угле поворота 5⁰) Фильтр Закругление трубы под 90⁰

2,5 – 3 0,5 – 1 2 – 3 0,8 – 0,9 2 1 – 1,2 0,1 – 0,2 0,5 10 0,05

12 0,15 – 0,25

Таблица А.3 - Эквивалентная шероховатость для труб из различного материала

Материал трубопровода	Эквивалентная шероховатость , мм
Стекло	0
Трубы, тянутые из латуни, свинца, меди	0…0,002
Высококачественные бесшовные стальные трубы	0,06…0,2
Стальные трубы	0,1…0,5
Чугунные асфальтированные трубы	0,1…0,2
Чугунные трубы	0,2…1,0

Таблица А 4 – Значения коэффициента гидравлического трения и модуля расхода для круглых труб, рассчитанные по формуле Павловского Н.Н. при коэффициенте шероховатости n = 0,012

d, мм	50	75	100	150	200	250	300	350	400
	0,0391	0,0349	0,0321	0,0286	0,0263	0,0247	0,0334	0,0224	0,0216
К, м³/с	0,0098	0,0287	0,0614	0,1794	0.3837	0.6921	1.1206	1.6842	2.3970

Таблица А 5 – Таблица для гидравлического расчета водопроводных труб [2]

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Образец оформления титульного листа к расчетно-графической работе № 1

Министерство транспорта и коммуникаций Республики Беларусь Белорусский государственный университет транспорта Кафедра «Экология и энергоэффективность в техносфере» Расчетно-графическая работа №1 «Гидравлический расчет напорного трубопровода в системе водоснабжения» по дисциплине «Механика жидкости и газа» для специальности 1-70 04 03 Водоснабжение, водоотведение и охрана водных ресурсов Выполнил студент Принял преподаватель группы СВ – 21 к.т.н., доцент Вострова Р.Н. Иванов А.П. Учебный шифр Гомель 2017