Напорная линия – это линия, соединяющая полные напоры (полную

удельную энергию) в каждом сечении при графическом построении.

Пьезометрическая линия – это линия, соединяющая пьезометрические напоры в каждом сечении при графическом построении.

Замечания к построению напорной и пьезометрической линий:

1.Напорная линия для движения идеальной жидкости всегда горизонтальна. Её нужно провести прежде, чем приступить к построению напорной линии для движения реальной жидкости.

2.Анализируя изменение скорости по длине потока, откладываем вниз от напорной линии величину скоростного напора V² / 2g и получаем пьезометрическую линию.

3.При истечении в атмосферу пьезометрическая линия всегда приходит в центр тяжести выходного сечения, так как избыточное давление на выходе в этом случае равно нулю (p =0).

На миллиметровой бумаге формата А4 в масштабе 1:100 или 1:200 вычерчивается схема насосной установки с указанием всех геометрических размеров напорного всасывающего и нагнетательного трубопровода.

Весь трубопровод условно разбивается на n линейных участков, границами которых служат местные сопротивления.

На схеме трубопровода от линии свободной поверхности в резервуаре I по линии всасывающего трубопровода откладываем вниз в масштабе величину потерь на местные сопротивления h_м.вс., а на линии, проходящей через центр насоса (ниже потерь на местные сопротивления) потери по длине на всасывающем трубопроводе  h _{l .вс.}   

От полученной точки по линии, проходящей через центр насоса вверх в масштабе откладываем значение Н_потр.

От полученной точки строим напорную линию, которая получается путем последовательного вычитания (по направлению потока) потерь напора на каждом из участков напорного трубопровода.

Проводим вверх вертикальную линию, перпендикулярную плоскости сравнения от центра сечения выходного отверстия напорного бака (вход трубопровода в бак III),   Эта линия закончится пересечением с напорной.

Пьезометрическая линия (показывающая изменение гидростатического напора потока) строится путем вычитания скоростного напора в каждом сечении из полного напора потока, соответствующего данному сечению.

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 h₁ перетекает 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_н и диаметром d_н вода 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 h₃ и 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=0,1·10³ м.

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.