Определение потерь напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах

Всасывающий и нагнетательный трубопроводы считаются короткими трубопроводами, при расчете которых необходимо учитывать потери напора по длине трубопровода, а также местные потери напора.

Для учета местных потерь напора в данной расчетной работе используется метод эквивалентных длин: местные потери напора в коленах трубопровода и в арматуре заменяются эквивалентными длинами прямого участка трубы.

Расчетные длины всасывающего и нагнетательного трубопроводов определяются по следующим формулам:

L_р._вс= l_вс+∑l_iэкв.вс=25+43+2,2*2=72,4 м (39)

L_р._н= l_н+∑l_iэкв.н=110+35+0,75+1,6*2+0,8*2=150,55 м (40)

где l_вс -длина всасывающего трубопровода, м (табл. П1); l_н – длина нагнетательного трубопровода, м (табл.П1); ∑l_iэкв.вс – сумма эквивалентных длин, заменяющих местные сопротивления во всасывающем трубопроводе, м (таблП9) ; ∑l_iэкв.н – сумма эквивалентных длин, заменяющих местные сопротивления в нагнетательном трубопроводе,(табл.П9).

По заданию расчетной работы местными сопротивлениями во всасывающем трубопроводе являются приемный обратный клапан и два колена 90⁰; в нагнетательном трубопроводе – обратный клапан, задвижка, два колена по 90⁰ и два колена 135⁰.

Потери напора определяют по формуле Дарси – Вейсбаха отдельно для всасывающего и нагнетательного трубопроводов:

где d_вс и d_н -диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов, м υ_вс и υ_н –скорость воды во всасывающем и нагнетательном трубопроводе м/с; g=9,81 м/с² –ускорение свободного падения λ_вс и λ_н – коэффициенты трения (Дарси ) для всасывающего и нагнетательного трубопровода.

h_вс= λ_вс(L_р._вс/ d_вс)*( υ²_вс/2*g)=0,0169*(72,4/0,273)*(1,1²/2*9,81)=0,276 м (41)

h_н= λ_н(L_р._y/ d_н)*( υ²_н/2*g)= 0,0178*(150,55/0,219)*(1,5²/2*9,81)=1,4 м (42)

Коэффициент трения λ определяют по таблице П10 в зависимости от отношения d/∆, где d – внутренний диаметр трубы м, ∆- шероховатость труб мм. Ориентировочные значения шероховатости приведены в таблице П11.

Для стальных труб ∆=0,15мм;

λ_вс=0,0169;

λ_н=0,0178.

Определяют суммарные потери напора во всасывающем нагнетательном трубопроводах:

∑h=h_вс+ h_н=0,276+1,4=1,676 м (43)

Определение напоров насосов

Полный напор (удельная энергия), развиваемый насосом расходуется на подъем воды на определенную высоту Нr преодоление сопротивлений, которые приводят к потерям напора ∑h.

Н= Нг+∑h=38,71+1,676=40,386 м (44)

Определяют геометрическую высоту Нr подъема воды.

Нг=Нб+ h_рез+(z₁-z_к)=24,9+13,81+(50-50)=38,71 м (45)

где z₁ –геодезическая высота пункта 1 схемы, в котором находится водонапорная башня, м; z_к –геодезическая высота колодца, м ; Нб – высота водонапорной башни, м; h_рез –высота регулирующего резервуара водонапорной башни,м.

Характеристика трубопровода (кривая потребного напора)

С=8*λ_вс* L_вс/π²*d_вс⁵*g+8*λ_н* L_н/π²*d_н⁵*g= (47)

=8*0,0169*72,4/3,14²*0,273⁵*9,8+8*0,0178*150,55/3,14²*0,219⁵*9,8=

=8*0,0169*7,34*0,00152*9,8+8*0,178*15,27*0,0005037*9,8=0,01478+0,1073= =0,12208 с²/м

Н_тр= Нr+С*Q² (48)

Н_тр1=38,71+0,122*0,02²=38,7100488м

Н_тр2=38,71+0,122*0,03²=38,7101098м

Н_тр3=38,71+0,122*0,039²=38,710186м

Н_тр4=38,71+0,122*0,05²=38,710305м

Н_тр5=38,71+0,122*0,06²=38,710439м

Н_тр6=38,71+0,122*0,09²=38,710988м

Таблица 3