- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Расчет физических параметров воды
- •Расчет трубопровода 5
- •Расчет трубопровода 4
- •Расчет магистрального трубопровода 3
- •Расчет магистрального трубопровода 2
- •Расчет высоты уровня воды в баке водонапорной башни
- •Расчет всасывающего трубопровода 1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный энергетический университет
имени В.И. Ленина»
Кафедра ТЭС
Контрольная работа
по курсу «Гидрогазодикамика»
Вариант №2
Выполнил: студент гр. 3-75
Беляев А.Н.
Иваново 2015.
Расчет задания.
Трубопроводы имеют следующую длину:
1= 30 м; 2= 180 м; 3= 510 м; 4= 400 м; 5= 330 м.
Разности высот узловых точек:
; 25 м;- 2 м;5 м;
- 5 м.
Насос забирает из берегового колодца воду с температурой =20C. Всасывающий трубопровод 1 снабжен клапаном с сеткой. Во время максимального водопотребления расход воды к потребителю I равен = 80 л/с. Избыточное давление воды у потребителяI в точке g должно составлять = 2,1 бар. ПотребительII снабжается горячей водой, нагреваемой в подогревателе до температуры = 93С. Гидравлическое сопротивление подогревателя составляет = 1,2 бар. Во время максимального водопотребления расход холодной воды к потребителюII равен = 40 л/с. Избыточное давление воды у потребителяII в точке m должно составлять = 0,4 бар. Отношение суммарного потребления воды во время максимального водопотребления к среднесуточному равно= 1,54. Принять, что всасывающий трубопровод изготавливается из чугунной неновой трубы, а остальные трубопроводы – из бесшовных стальных труб. Потерями давления в поворотах трубопроводов пренебречь.
Требуется определить:
диаметры труб 1 – 6;
их гидравлические сопротивления;
избыточные давления в точках a, b, c, d, e, f, k;
необходимую высоту уровня воды в водонапорной башне ;
допустимую высоту всасывания .
Построить графики геометрических высот узловых точек водопроводной сети и избыточного давления воды в этих точках, взяв в качестве расстояний между точками длины трубопроводов и считая нулевой высоту расположения насоса.
Расчет физических параметров воды
К потребителю I подается холодная вода с температурой . Избыточное давление воды= 2,1 бар = = 0,21 МПа. Принимаем, что атмосферное давление= =0,1 МПа. Отсюда абсолютное давление воды= =0,31 МПа.
В табл. П1 приведены значения параметров воды для абсо-лютных давлений 0,1 МПа, 2 МПа.
;
Определим значения плотности и вязкости воды для р = = 0,31 МПа и = 20С линейной интерполяцией по формуле
.
Здесь x1, x2, y1, y2 – соответственно значения аргумента и функции в ближайших ячейках таблицы; х – заданное значение аргумента; у – искомое значение функции.
К потребителю II вода поступает с температурой tk = 93С при абсолютном давлении 1,4 бар или 0,14 МПа. Из табл. П1 находим ближайшие значения:
;
Аналогичным образом получаем
;
;
;
;
;
.
Расчет трубопровода 5
В период максимального водопотребления расход холодной воды к потребителю II составляет q2=40 л/с= 0,04 м3/с. После нагревания до температуры 93С плотность воды снижается, а объемный расход увеличивается до значения
.
Первоначально принимаем скорость воды в этом трубопроводе v5 = 1 м/с. Находим площадь внутреннего сечения трубы
.
Ориентировочный внутренний диаметр трубопровода
.
Принимаем толщину стенки трубы = 7 мм, отсюда наружный диаметр трубы = 230+2∙7=244 мм.
Ближайшей из ряда является труба с наружным диаметром = 245 мм. Внутренний диаметр трубы
=231 мм = 0,231 м.
Скорость воды в трубе
.
Критерий Рейнольдса для этого режима
.
Для бесшовной стальной новой трубы принимаем величину эквивалентной шероховатости 5=0,02 мм. Параметры течения
.
Определяем, что течение в трубе находится в области гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле:
.
При длине трубопровода 5=330 м его гидравлическое сопротивление согласно уравнению Дарси-Вейсбаха
Принимаем, что точка разветвления е и подогреватель находятся на одной геометрической высоте. Падение давления за счет разности геометрических высот составит
Согласно заданию избыточное давление у потребителя II в точке m должно составлять . Отсюда избыточное давление в точкеk составит
По заданию гидравлическое сопротивление подогревателя . Отсюда избыточное давление воды в точкеr
.
Примем, что диаметр задвижки перед подогревателем равен диаметру трубопровода горячей воды. Скорость воды в подводящем трубопроводе
.
Из табл. 14 находим, что коэффициент местного сопротивления полностью открытой задвижки = 0,1. Потеря давления воды на задвижке составит
45,5 Па.
Эта величина меньше погрешности округления, поэтому в дальнейших расчетах ее не учитываем.