Дата: _____________________

Расчетно-графическая работа № 1

Вариант 14

По дисциплине _______________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема: _________________________________________________________________

Выполнила:студенткагр. _СТ-11 /______________ / /Максимова Е. Н./

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил:доцент /______________/ /Воронов В.А. /

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: ________________

Дата: _____________________

Санкт-Петербург

Задание:

- Построить в масштабе по координатам (длина) и (геодезическая отметка) профиль трассы;

- Определить диаметры участков трубопровода, рассчитать пьезометрические ( ) и рабочие ( ) напоры в заданных точках сети и построить пьезометрическую линию (ПЛ). Ось ординат должна быть общая для , и ;

- Определить высоту установки насоса над уровнем воды в зумпфе (высоту всасывания ) и мощность на валу центробежного насоса (мощность приводного двигателя).

Исходные данные для расчетов:

Исходные данные для расчетов трубопровода и насоса представлены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1. Данные для расчета трубопровода

Название

Участковые расходы,

Длины участков, учитывающие находящиеся на них местные сопротивления,

Геодезические отметки пунктов потребления,

Величина

Значение

Рабочий напор , ниже которого не может быть фактический, полученный расчетом рабочий напор . Вид труб – стальные старые. Эквивалентная шероховатость старых стальных труб .

Таблица 2. Данные для расчета параметров насоса

Название	Коэффициент местных сопротивлений	Коэффициент полезного действия (КПД) насоса	Частота вращения рабочего колеса насоса,
Величина
Значение			0,68

Дополнительные справочные данные для расчетов приведены в таблицах 3,4 и 5.

Таблица 3. Значения коэффициента для различных труб

	Расходная характеристика
Трубы стальные	Трубы чугунные
Новые	Старые	Новые	Старые
	15,2	11,4	11,4	9,3
	44,4	33,3	33,3	27,2
	96,1	72,0	72,0	58,9
	172,4	129,5	129,5	105,9
	278,9	209,0	209,0	170,9
	593,0	444,3	444,3	364,0
		798,8	798,8	652,8

Таблица 4. Значения кинематического коэффициента вязкости для различных жидкостей

Жидкость	Температура,		Жидкость	Температура,
Бензин		0,60	Масла минеральн.		9,6-55
Вода		1,006
Спирт этиловый		1,51	Нефть		25-140
Керосин	15-20	2-2,5	Мазут топочный		44-118
Воздух		14,5	Глицерин

Таблица 5. Ориентировочные рекомендованные скорости течения жидкости в трубопроводе

Величина расхода жидкости,	Рекомендованная скорость,
6-25	0,6-0,7
25-50	0,7-0,8
50-100
>100	1,4

Решение:

Выполнение РГР начинаем с построения с построения профиля трасс, который можно увидеть на рисунке 1.

Согласно построенному профилю трасс в магистраль входят участки , далее необходимо сравнить между собой направления и .

1. Определение магистрали

Найдем суммарный расход и суммарную длину участков , чтобы определить магистраль

;

.

Тогда и относятся к направлению . Тогда магистралью является сеть из участков: . Участок является ответвлением от магистрали.

2. Транзитные расходы

Расчет магистрали начнем с наиболее удаленного от насоса участка, которым является участок и далее будем рассчитывать участки последовательно против потока жидкости ( ).

Определим транзитные расходы на участках

3. Расчет участка (последний участок)

Определим предварительный диаметр трубопровода , используя рекомендацию об ориентировочных скоростях жидкости, приведенных в таблице 5. Так как , то .

По таблице 3 выберем ближайшее к значение и соответствующий ему модуль расхода для заданного вида труб (стальные старые), который до уточнения является приблизительной величиной. Таким образом, , .

Определим фактическую скорость в трубе на данном участке

.

Определим число Рейнольдса, принимая кинематическую вязкость воды по таблице 4 при .

.

Определим, в какой зоне работает данный участок трубопровода

Найденное число Рейнольдса находится в интервале , следовательно, трубопровод работает в зоне гидравлически шероховатых труб (зоне III). Тогда найденный по таблице модуль расхода необходимо откорректировать. Определим поправку

Определим потери напора на участке

Определим полный гидростатический напор в конце и начале участка

Рабочий напор в начале участка

Так как меньше , то следует определить величину недостающего напора

На величину поднимем напоры в точках 4 и 5, после чего откорректировать ПЛ для участка . При этом рабочий напор , а напор будет больше заданного. Определим новые величины полного напора и .

Точки и соединим на графике прямой линией.

4. Расчет участка

Определим предварительный диаметр трубопровода , используя рекомендацию об ориентировочных скоростях жидкости, приведенных в таблице 5. Так как то .

По таблице 3 выберем ближайшее к значение и соответствующий ему модуль расхода для заданного вида труб (стальные старые), который до уточнения является приблизительной величиной. Таким образом, , .

Определим фактическую скорость в трубе на данном участке

.

Определим число Рейнольдса, принимая кинематическую вязкость воды по таблице 4 при .

.

Определим, в какой зоне работает данный участок трубопровода

Найденное число Рейнольдса находится в интервале , следовательно, трубопровод работает в зоне гидравлически шероховатых труб (зоне III). Тогда найденный по таблице модуль расхода необходимо откорректировать. Определим поправку

Определим потери напора на участке

Определим полный гидростатический напор в конце и начале участка

Рабочий напор в начале участка

Так как больше , то приступим к построению пьезометрической линии по точкам и и далее – к расчету следующего участка.

5. Расчет участка

Определим предварительный диаметр трубопровода , используя рекомендацию об ориентировочных скоростях жидкости, приведенных в таблице 5. Так как то .

По таблице 3 выберем ближайшее к значение и соответствующий ему модуль расхода для заданного вида труб (стальные старые), который до уточнения является приблизительной величиной. Таким образом, , .

Определим фактическую скорость в трубе на данном участке

.

Определим число Рейнольдса, принимая кинематическую вязкость воды по таблице 4 при .

.

Определим, в какой зоне работает данный участок трубопровода

Найденное число Рейнольдса находится в интервале , следовательно, трубопровод работает в зоне гидравлически шероховатых труб (зоне III). Тогда найденный по таблице модуль расхода необходимо откорректировать. Определим поправку

Определим потери напора на участке

Определим полный гидростатический напор в конце и начале участка

Рабочий напор в начале участка

Так как больше , то приступим к построению пьезометрической линии по точкам и и далее – к расчету ветви .

6. Расчет ветви

Определим полный гидростатический напор в конце ветви, а именно в точке 6

Полный гидростатический напор в начале ветви, а именно в точке 2

Диаметр труб на участке определим по величине допустимой потери напора в ветви следующим образом

Определим предварительное значение модуля расхода

По таблице находим для заданного вида труб ближайшее к большее значение модуля. Этому значению соответствует значение искомого диаметра .

Определяем фактическую скорость жидкости

.

Определим число Рейнольдса, принимая кинематическую вязкость воды по таблице 4 при .

.

Определим, в какой зоне работает данный участок трубопровода

Найденное число Рейнольдса находится в интервале , следовательно, трубопровод работает в зоне гидравлически шероховатых труб (зоне III). Тогда найденный по таблице модуль расхода необходимо откорректировать. Определим поправку

Определим потери напора на участке

Так как < , приступаем к определению гидростатического напора и построению ПЛ для участка .

Определяем фактический напор в точке 6

Находим рабочий напор в точке 6

Так как больше , то приступаем к построению пьезометрической линии по точкам и и далее – к расчету участка 1-2.

7. Расчет участка

Определим предварительный диаметр трубопровода , используя рекомендацию об ориентировочных скоростях жидкости, приведенных в таблице 5. Так как то .

По таблице 3 выберем ближайшее к значение и соответствующий ему модуль расхода для заданного вида труб (стальные старые), который до уточнения является приблизительной величиной. Таким образом, , .

Определим фактическую скорость в трубе на данном участке

.

Определим число Рейнольдса, принимая кинематическую вязкость воды по таблице 4 при .

.

Определим, в какой зоне работает данный участок трубопровода

Найденное число Рейнольдса находится в интервале , следовательно, трубопровод работает в зоне гидравлически шероховатых труб (зоне III). Тогда найденный по таблице модуль расхода необходимо откорректировать. Определим поправку

Определим потери напора на участке

Определим полный гидростатический напор в конце и начале участка

Рабочий напор в начале участка

.

Так как больше , то приступаем к построению пьезометрической линии по точкам и .

8. Определение приводной мощности насоса

Мощность приведенного двигателя (или мощность на валу насоса) определяется по формуле

, (1)

где - напор, создаваемый насосом:

, (2)

где - напор на выходе из насоса, - суммарный коэффициент местных сопротивлений во всасывающей линии, -средняя скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, - предельно допустимая высота всасывания насоса по условиям его безкавитационной работы

, (3)

где - атмосферное давление; - давление насыщенных паров (по таблице, для ); - потери напора по длине всасывающего трубопровода, - местные потери напора, - допустимый кавитационный запас

, (4)

где - критический кавитационный запас, определяется по формуле С.С.Руднева в м.вод.ст.

, (5)

где - кавитационный коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей насоса, принимаемый , – частота вращения рабочего колеса, , - подача насоса, .

Рассчитываем , , , , :

Определим напор, создаваемый насосом

Мощность приведенного двигателя

Ответ:

В ходе выполнения расчетно-графической работы:

- был построен профиль трасс (рис.1);

- были определены диаметры участков трубопровода: , , , , ;

- рассчитаны пьезометрические напоры: , , , , , ;

- рассчитаны рабочие напоры , , , , , ;

- построена пьезометрическая линия (рис.1);

- определена высота установки насоса над уровнем воды в зумпфе -

- рассчитана мощность приводного двигателя - .