Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Определение сопротивлений участков водопроводной сети




Читайте также:
  1. D) определение стратегии развития общества.
  2. D.определение стратегии
  3. I. Определение состава общего имущества
  4. II. Влияние начальной концентрации Н2О2 на период полупревращения. Определение порядка реакции.
  5. II. Определение модуля сдвига при помощи крутильных колебаний
  6. III. Определение константы равновесия и константы скорости реакции разложения перекиси водорода.
  7. III.Определение перерасчета индексация и корректировка размера пенсии.
  8. PR: понятие и определение.
  9. S-локус – определение белых пятен
  10. А. Определение фольклора

Расход воды в системе водоснабжения связан с сечением трубы и скоростью движения следующей зависимостью:

, (12)

где - скорость движения воды в трубе, м/с;

- внутренний диаметр трубы, м.

Отсюда

, (13)

Очевидно, что для определения диаметра трубы кроме расчетного расхода необходимо знать (или задавать) скорость воды .

Практически не представляется возможным установить какие-либо обоснованные пределы колебания расчетной скорости движения воды в трубах исходя из чисто технических соображений [1]. Между тем, легко видеть, что изменение скорости (при заданном расчетном расходе) существенно влияет на экономические показатели системы водоснабжения.

Из приведенной выше формулы видно, что с увеличением скорости диаметр водопровода уменьшается, что обуславливает снижение его строительной стоимости.

В свою очередь увеличение скорости влечет за собой увеличение потерь напора в водопроводной сети.

Потери напора при движении воды по трубам пропорциональны их длине и зависят от диаметра труб, расхода воды (скорости течения), характера и степени шероховатости стенок труб (т.е. от типа и материала труб) и от области гидравлического режима их работы.

Основной формулой инженерной гидравлики, связывающей все указанные характеристики, является формула Дарси-Вейсбаха:

, (14)

где hл– линейные потери напора;

l - коэффициент гидравлического сопротивления;

l и d – длина и диаметр трубы;

v – скорость движения воды;

g – ускорение свободного падения.

Коэффициент гидравлического трения можно определять по формуле А.Д. Альтшуля:

, (15)

(16)

— безразмерное число Рейнольдса;

— характерный параметр, скорость движения воды в трубе, м/с;

— характерный параметр, внутренний диаметр трубопровода, м;

=1.3·10-6 м2/с - кинематический коэффициент вязкости воды при температуре воды 10 ºС;

- коэффициент эквивалентной шероховатости, м.

Эквивалентная шероховатость – это искусственная равномерная шероховатость с такой высотой (диаметром) зерен при которой в области квадратичного сопротивления (где зависит только от шероховатости и не зависит от ) значение коэффициента равно его значению при естественной шероховатости.

При =0 формула () А.Д. Альтшуля переходит в формулу Блазиуса, а при = ∞ в формулу профессора Б.Л. Шифринсона:

(17)

Формулы, предложенные авторами Ф.А.Шевелевым А.Д. Альтшулем, Г.А. Муриным, Б.Л. Шифринсоном для определения коэффициента гидравлического трения при одинаковых значениях шероховатости дают практически одинаковые результаты. Наибольшее отклонение в значениях коэффициента полученное по отдельным формулам не превышает 5 %.

Возможные расхождения при расчете по различным формулам незначительны по сравнению с теми ошибками, которые обычно имеют место вследствие неопределенности в выборе значения шероховатости.



Подставляя формулу (13) в формулу (10) и заменяя в ней скорость движения воды через расход и диаметр трубопровода получим:

(18)

Как видно из формулы (14) потери напора по длине пропорциональны эквивалентному коэффициенту местных сопротивлений в степени 0.25 и обратно пропорциональны внутреннему диаметру трубопровода в степени 5.25. При этом ошибки, связанные с неправильным вводом коэффициента эквивалентной шероховатости, оказывают значительно меньшие влияния на величину потери напора, чем не учет возможного зарастания трубопровода.

 

Рис. 1

Пропускная способность трубопроводов в период эксплуатации снижается, вследствие коррозии и образования отложений на трубах. При этом происходит изменение шероховатости трубопровода и его зарастание (уменьшение поперечного сечения). Увеличение шероховатости и зарастание приводит к уменьшению диаметра трубопровода и как следствие к увеличению потерь напора. Меньше всего этому явлению подвержены асбоцементные, стеклянные и пластмассовые трубы. Сложность физических, химических и биологических явлений, определяющих изменение шероховатости труб и их зарастание, приводит к необходимости ориентироваться на некоторые средние показатели, которые в первом приближении можно оценить по формуле [5]:

, (19)

- коэффициент эквивалентной шероховатости для новых труб в начале эксплуатации, мм.

- коэффициент эквивалентной шероховатости через лет эксплуатации, мм.

- ежегодный прирост абсолютной шероховатости, мм в год, зависящий от физико-химических свойств подаваемой по ним воды.

По А.Г. Камерштейну, природные воды разбиваются на пять групп, каждая из которых определяет характер и интенсивность снижения пропускной способности трубопровода:

Таблица 2

Группа Коррозионное воздействие Характеристика природных вод Ежегодный прирост абсолютной шероховатости, мм в год
Группа 1 Слабое Слабоминерализованные некоррозионные воды с показателем стабильности от – 0.2 до + 0.2; вода с незначительным содержанием органических веществ и растворенного железа 0.005 – 0.05 (в среднем 0.025).
Группа 2 Умеренное Слабоминерализованные некоррозионные воды с показателем стабильности до – 1.0; воды, содержащие органические вещества и растворенное железо в количестве, меньшем 3 г/м3 0.055 – 0.18 (в среднем 0.07)
Группа 3 Значительное Весьма коррозионные воды с показателем стабильности от – 1.0 до 2.5, но с малым содержанием хлоридов и сульфатов (меньше 100 – 150 г/м3); воды с содержание железа больше 3 г/м3 0.18 – 0.4 (в среднем 0.20)
Группа 4 Сильное Коррозионные воды с отрицательным показателем стабильности, но с большим содержанием сульфатов и хлоридов (больше 500 – 700 г/м3); необработанные воды с большим содержанием органических веществ 0.4 – 0.6 (в среднем 0.51)
Группа 5 Очень сильное Воды, характеризующиеся значительной карбонатной и малой постоянной плотностью с показателем стабильности более 0.8; сильноминерализованные и коррозионные воды с плотным осадком более 2000 г/м3 0.6 – 3.0

Зарастание трубопровода можно измерять при выполнении реконструкции трубопроводов или ежегодных ремонтах при помощи обычной линейки (Рис.1), а увеличение шероховатости определять по выше изложенной методике.



Значения коэффициента эквивалентной шероховатости для новых труб приведены в таблице 3.

Таблица 3

Тип трубы Состояние трубы Коэффициент эквивалентной шероховатости трубы, мм Среднее значение коэффициента эквивалентной шероховатости трубы, мм
Бесшовные стальные трубы Новые и чистые 0.01 – 0.02 0.014
Стальные сварные трубы Новые и чистые 0.03 – 0.1 0.06
Чугунные трубы Новые асфальтированные 0 – 0.16 0.12
Чугунные трубы Новые без покрытия 0.2 – 0.5 0.3
Асбестоцементные Новые 0.05 – 0.1 0.085
Железобетонные Новые виброгидропрессованные 0 – 0.05 0.03
Железобетонные Новые центрифугированные 0.15 – 0.3 0.2
Пластмассовые Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001
Стеклянные Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001
Алюминиевые Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001

Общие потери в трубопроводе, с учетом потерь в местных сопротивлениях могут быть определены по формуле:

(20)

где 1.05-1.1 – коэффициент, учитывающий потери в местных сопротивлениях.


Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 6; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2022 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты