Данные расчета магистрали

Номера пунктов	Длины участков l, m	Расчетные расходы Q, л/сек	Диаметры труб d, мм	Расходные характеристики К, л/сек	Потери напора		Пьезомет- рические высоты P , Y м
					hl , м	hw , м
1							21
2	400	90	350	1684	1,14	1,20	19,80
3	300	65	300	1120	0,99	1,04	18,76
4	800	40	250	692	2,67	2,80	17,66

4. Ответвления от магистрали делятся на простые и сложные. Простые ответвления состоят из одного участка, а сложные – из двух и более участков. В качестве сложного ответвления в нашем случае выбирается линия 3-5-6, так как участки 5-6 и 5-7 по длине равны, а расход Q₆ больше расхода Q₇.

Расчет сложного ответвления ведется в следующей последовательности:

определяем допустимые потери напора для ответвления 3-5-6 как разность пьезометрических высот в начальном и конечном пунктах ответвления:

находим допустимые потери напора на трение по зависимости:

определяем средний гидравлический уклон по формуле:

находим требуемые расходные характеристики для участков 3-5 и 5-6 по формуле:

откуда

по приложению № 1, в соответствии со значениями требуемых расходных характеристик, устанавливаем диаметры стандартных труб.

Принимаем ближайшие большие значения диаметров (в некоторых случаях представляется целесообразным для одного участка принять ближайшее большее значение диаметра стандартной трубы, а для другого – ближайшее меньшее. При этом фактически суммарные потери напора не должны превышать допустимых потерь.):

определяем фактические потери напора на трение для принятых диаметров труб:

полные потери напора:

находим пьезометрические высоты:

5. Расчеты простых ответвлений 2-8 и 5-7 ведем следующим образом (данные расчета заносим в таблицу 2):

определяем допустимые полные потери напора, как разность пьезометрических высот в начальном и конечном пунктах:

находим потери на трение:

определяем гидравлический уклон:

находим требуемые расходные характеристики труб:

;

по приложению № 1 устанавливаем диаметр стандартной трубы и находим для нее расходную характеристику. Как правило, необходимо принимать ближайшее большее значение диаметра стандартной трубы:

определяем фактические потери напора:

находим фактический свободный напор в конце ответвления:

Таблица 2

Данные расчета ответвлений

Номера пунктов	Длина l, m	Расход Q, л/сек	Пьезо- метрическая высота в начале ответв-лений нач, м Y	Задан- ный свобод-ный напор	Допустимые потери и напора		Гидравлический уклон l	Требуемая расходная характеристика К тр, л/сек	Диаметр трубы d, мм	Расходная характеристика К ф, л/сек	Фактические потери напора		Фактический свободный напор в конце ответвления Hr (ф), м
					hw (g), м	hl (g), м					hl (ф), м	hw (ф), м
2-8	250	25	19,80	15	4,80	4,55	0,0182	185	150	179,4	4,85	5,10	14,70
5-7	200	10	17,66	15	2,68	2,55	0,0128	89	125	110,8	1,64	1,72	15,96

Задача 13

Требуется произвести расчет центробежной насосной установки для подачи воды в водонапорный бак при следующих данных: необходимый расход воды Q = 59 л/сек; уровень воды в баке возвышается над уровнем воды водозаборного колодца на высоту H_г = 28 м; всасывающий трубопровод длиной 15 м имеет четыре поворота (_пов = 0,5) и один приемный клапан с сеткой (_кл = 8); напорный трубопровод длиной 120 м имеет четыре поворота (_пов = 0,5) и две задвижки (_зд = 2,5); коэффициент сопротивления трения  = 0,03; полный к.п.д. насоса  = 0,6; вакуумметрическая высота всасывания h_vac = 6,5 м (рис. 13).

Рис. 13

Дано: Q = 59 л/сек, H_г = 28 м, l_bc = 15 м, l_нап = 120 м, _пов = 0,5, _кл = 8, _зд = 2,5,  = 0,03, = 0,6, h_vac = 6,5 м.

Определить: d_BC, d_нач, H_yст ,H_м и N.

Решение

1. Определяем диаметры всасывающего и напорного трубопроводов. Скорость движения воды во всасывающем трубопроводе принимается в пределах V_BC = 0,75…1 м/сек, а в напорном трубопроводе V_H = 1,5…2,0 м/сек.

Принимаем: V_BC = 0,85 м/сек, V_H = 1,75 м/сек.

Тогда

Принимаем стандартные трубы d_BC = 250 мм, d_H = 200 мм.

Действительные скорости во всасывающей и нагнетательной трубах:

2. Находим высоту установки насоса над уровнем воды в заборном колодце: ,

где .

После соответствующих подстановок величин в уравнение для H_уст получим:

3. Определяем полный (манометрический) напор насоса:

но

где

поэтому

4. Находим мощность на валу насоса: