РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

по гидравлике

(2-ое переиздание)

Ижевск 2007

Сборник задач составлен к.т.н., доцентом кафедры "Процессы и аппараты" Корляковым С. В., к.т.н., старшим преподавателем кафедры "Процессы и аппараты" Васильченко М. Ю., старшим преподавателем кафедры "Процессы и аппараты" Шмыковой Н. В.

Рецензент - Лебедев Л. Я., к. т. н., доцент кафедры "Детали машин".

Общее количество часов на выполнение работы студентами для специальностей: 311500 (МПСХП), 311300 (ФМСХ), 311900 (ТОРМ) и 311400 (ФАЭСХ) 34 часов.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры ТМППЖ (протокол № 1 от 28. 08. 2007 года.)

Упражнение № 1

Центробежный насос марки … с числом оборотов n = 2900 об/мин (рабочее колесо не обточено) поднимает воду из колодца в открытый водонапорный резервуар на высоту h по трубопроводу диаметром d, длиной l. Коэффициент потерь по длине трубопровода принять l = 0,03. Местные потери составляют 10 % от потерь по длине.

Определить по рабочей характеристике (рис. 1, 2, 3, 4) расход насоса и развиваемый им напор, мощность на валу и его КПД, допустимую вакуумметрическую высоту всасывания .

При параллельной работе на общий трубопровод с теми же данными двух одинаковых насосов определить для каждого из них подаваемый расход, а также КПД, потребную мощность и допустимую вакуумметрическую высоту всасывания.

Упражнение № 2

В случае работы насоса на трубопровод (тип насоса и характеристика трубопровода - из упражнения №1) с производительностью Q¢, определить:

1. Какую часть напора Н_з следует затратить на преодоление сопротивления в задвижке и мощность N_з, необходимую для этого, при сохранении числа оборотов насоса и регулировании расхода задвижкой.

2. В случае регулирования расхода изменением числа оборотов вычислить новое число оборотов из условия получения требуемой производительности насоса Q¢.

Примечание: Графические построения к упражнениям №1 и №2 выполнить на одном листе миллиметровой бумаги.

Рис. 1. Характеристики насоса К20/30.

Рис. 2. Характеристики насоса К45/30.

Рис. 3. Характеристики насоса К45/55.

Рис. 4. Характеристики насоса К20/18.

Упражнение № 3

Составить расчет водоснабжения из артскважины центральной усадьбы совхоза, используя следующие данные:

1. План поселка и водопроводной сети с указанием расположения водоисточника (артскважины), а также отметок поверхности земли в узловых и концевых точках (рисунок 5, Приложение 1).

2. Данные о количестве основных потребителей и нормах водопотребления в сутки (Приложение 2).

3. Данные для построения суточного графика водопотребления (Приложение 3).

4. Данные о величине узловых расходов в % от общего пикового расхода (Приложение 4).

5. Значение экономичных скоростей и экономичных расходов при различных диаметрах труб (Приложение 5).

6. Глубина от поверхности земли до динамического уровня воды в скважине по вариантам (Приложение 6).

Приложение 1

Геометрические высоты водонапорной башни и узловых точек

Рис. 5. План поселка и водонапорной сети.

Приложение 2

Количество основных потребителей и нормы водопотребления в сутки.

Приложение 3

Данные для построения суточного графика водопотребления.

Приложение 4

Данные о величине узловых расходов по отношению к общему пиковому расходу.

Приложение 5

Значения экономичных скоростей и экономичных расходов при различных диаметрах труб.

Приложение 6

Глубина h_д от поверхности земли до динамического уровня воды в скважине

Порядок расчета

1. Определить потребный объем воды в сутки для всего поселка. Расчет свести в таблицу 1.

Таблица 1

2. Построить суточный график водопотребления и определить пиковый расход в л/с.

3. Определить узловые расходы, сведя расчет в таблицу 2.

Таблица 2

4. Вычислить расходы в ветвях и подобрать диаметры труб, пользуясь таблицей экономичных скоростей и расходов.

Учесть, что минимально допустимый диаметр внешней водопроводной сети равен 50 мм. Вычислить гидравлические потери в трубах подобранного диаметра.

Местные потери принять равными 10% от потерь по длине.

Расчет свести в таблицу 3.

Таблица 3

5. Определить диктующую точку по максимальной сумме z_i + h_Б-i, где z_i - отметка поверхности земли у возможной диктующей точки; h_Б-i - суммарные потери напора на участке от водонапорной башни до возможной диктующей точки.

6. Построить напорную линию вдоль основной магистрали и определить (уточнить) диаметры ответвлений, используя наличный напор.

7. Определить высоту водонапорной башни по формуле:

Н_Б=( z_д.т. - z_Б) + h_Б-д.т. + h_св,

где h_cв - свободный напор (принять равным 10 м).

8. Определить расчетный расход насосной станции в м³/час, полагая ее работу равномерной в течение 16 часов, с 5 до 21 часа.

Вычислить потребный объем водонапорного бака, используя построенный график суточного водопотребления.

9. Определить напор насосной станции, учитывая глубину h_д динамического уровня в артскважине (Приложение 6) и высоту водонапорной башни Н_Б. Высоту бака принять 2 м. При расчете потерь напора длину стальной водоподъемной трубы считать равной L = h_д + Н_Б + 15 м. Диаметр трубы определить в зависимости от диаметра скважины по следующей таблице:

Подсчитать потери в трубе. Местные потери принять равными 10% потерь по длине.

10. Подобрать погружной артезианский насос по каталогу.

Представить следующий графический материал (на одном листе миллиметровки или ватмана):

1. Суточный график водопотребления.

2. План водонапорной сети в масштабе 1:10000 с указанием высотных отметок, а также следующих данных по каждой ветви: а) длины в км; б) диаметра в мм; в) расхода в часы пик в л/с; г) потери напора в м.

3. Сокращенный схематический профиль по артскважине, водонапорной башне и основной магистрали с показанием напорной линии. Принять горизонтальный масштаб 1:10000, вертикальный 1:100. Артскважину показать с разрывом. Глубину промерзания грунта принять равной 2,5 м.