Расчет водопроводных сетей

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет строительства  и архитектуры

Кафедра «Промышленная  экология и безопасность»

 

 

РАСЧЕТ ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ

Пояснительная записка

Курсовая  работа по дисциплине

«Гидравлика»

330200-«Инженерная защита окружающей среды»

 

 

Разработал студент  гр. ИЗО-21  ________________________________/Геворкян Ж.С./

Руководитель д.т.н. профессор  ________________________________/Флегентов И.В./

Проект защищен с оценкой                     «______________»        «___» ____________2010г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Киров 2010

Реферат

 

Флегентов И.В. Расчет водопроводных  сетей:  330200-Инженерная защита окружающей среды

Курсовая работа / - Гр.ч. 1л. ф. А3; П3 15с., 4 табл., 4 источника, 3 приложения.

ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ, РАСХОД ЖИДКОСТИ, НАПОР, ПОТЕРЯ НАПОРА.

Объект исследования –  водопроводная сеть.

Цель работы – выполнить  гидравлический расчет трубопроводов  магистральной линии и ответвлений, определить требуемый напор в  точке А.

Рассчитан диаметр труб и  потери напора на участках магистральной  линии, определен потребный напор  сети и в точках ответвления, диаметры трубопроводов ответвлений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение……………………………………………………………………………………………………………………………..5
2. Определение диаметра труб и потерь напора на участках магистральной линии………..5
1. Определение диаметра труб и потерь напора на участке ЖЗ……………………………………6
2. Определение диаметра труб и потерь напора на участке ДЖ…………………………………..7
3. Определение диаметра труб и потерь напора на участке ВД……………………………………7
4. Определение диаметра труб и потерь напора на участке АВ……………………………………8
3. Определение потребного напора сети (в точке А)…………………………………………………………..8
4. Определение напора в точках ответвления……………………………………………………………………..9
5. Определение диаметров трубопроводов ответвлений…………………………………………………..9
1. Определение суммарных потерь напора в ответвлениях (путевых и местных)………9
2. Расходные характеристики труб ответвлений………………………………………………………..…10
3. Определение диаметров труб ответвлений………………………………………………………………10
4. Потери напора на рассматриваемом участке…………………………………………………………….11
5. Свободный напор в точке потребления…………………………………………………………………….11
6. Определение скоростей в ответвлениях……………………………………………………………………12

Приложение А. Библиографический  список…………………………………………………………………………………13

Приложение Б. Схема разветвленной водопроводной сети……………………………………………………….14

Приложение В. Расходная  характеристика К для расчета водопроводных труб………………………..15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

Исходные данные приняты  в соответствии с заданием и занесены в таблицу 1.

Таблица 1-исходные данные для  расчета разветвленной водопроводной  сети.

№ участка	1	2	3	4	5	6	7
Длина участка,м	800	600	400	800	500	1000	400

 

Ответвление	ВС	ДЕ	ЖЗ	ЖИ
Расход через ответвление,м3/час	260	490	700	356

 

Точка потребления	С	Е	З	И
Свободный напор,м	10	15	30	20

 

Пункт	А	В	С	Д	Е	Ж	З	И
Отметка,м	104	106	110	112	115	116	124	120

 

 

Схема разветвленной водопроводной  сети показана на рис.Б1 (приложение Б).

 

2. Определение диаметра труб и потерь напора на участках

                                                          магистральной линии

 

За магистральную линию  обычно принимается возможно более  длинная, включающая возможно большую  часть сопротивлений, пропускающая большие количества жидкости. За магистральную  линию принята магистраль АВДЖЗ.

 

Последовательность гидравлического  расчета магистральной линии.

а) Расход жидкости через  рассматриваемый участок:

Q_ДЖ=Q_ЖЗ+Q_ЖИ

Q_ВД=Q_ДЕ+Q_ЖИ+Q_ЖЗ

Q_АВ=Q_ВС+Q_ДЕ+Q_ЖЗ+Q_ЖИ

где Q-расход жидкости на участке, м³/с

б) Расчетный диаметр труб определяется по формуле

 

 

Где υ-средняя скорость движения жидкости, м/с.

Средняя скорость движения жидкости υ, м/с, для малых диаметров (до 400 мм) принимается в пределах 0,7…1 м/с, а для средних и больших диаметров-1…1,5 м/с.

в) По сортиметру (приложение А) [1] подбирается  диаметр трубы, расходная характеристика К_J, м³/с

г) скорость движения жидкости определяется по формуле 

 

 ,

Она должна лежать в рекомендуемых  пределах (0,8…2,5 м/с).

д) Потеря напора на рассматриваемом  участке h_JK, м:

, (13)

Здесь коэффициент «1,1» введен для  учета потерь напора на местных сопротивлениях.

1. Определение диаметра труб и потерь напора на участке ЖЗ:

Расход на участке ЖЗ:

Q_ЖЗ=700 м³/час=0,1944 м³/с

Расчетный диаметр труб:

d==0,498 м

По сортимементру подбирается  диаметр трубы d_y=500мм, d=500,8мм, расходная характеристика K_j²=14,876 (м³/с)².

Скорость движения жидкости

=0,99 м/с.

Потерю напора на рассматриваемом  участке h_ЖЗ, м

 

 

 

2. Определение диаметра труб и потерь напора на участке ДЖ

Расход на участке  ДЖ

Q_ДЖ=700+356=1056 м³/час=0,2933 м³/с.

Расчетный диаметр труб

d=0,611 м

По сортимементру подбирается  диаметр трубы d_y=600мм, d=600,2мм, расходная характеристика K_j²=38,925 (м³/с)².

 м/с 

Потерю напора на рассматриваемом  участке h_ДЖ, м:

h_ДЖ=1,21 м

3. Определение диаметра труб и потерь напора на участке ВД.

Расход на участке  ВД:

Q_ВД=490+700+356=0,4294 м³/с

Расчетный диаметр труб

d=0,740 м

По сортимементру подбирается  диаметр трубы d_y=700мм, d=699,4мм, расходная характеристика K_j²=87,647 (м³/с)².

 м/с 

Потерю напора на рассматриваемом  участке h_ВД, м:

H_ВД=0,93 м

4. 2.4 Определение диаметра труб и потерь напора на участке АВ.

Расход на участке  АВ:

Q_АВ=260+490+700+356=0,5017 м³/с

Расчетный диаметр труб

d=0,799 м

По сортимементру подбирается  диаметр трубы d_y=800мм, d=803,6мм, расходная характеристика K_j²=156,917 (м³/с)².

 м/с 

Потерю напора на рассматриваемом  участке h_АВ, м:

H_АВ=01,412 м

Таблица 2-определение диаметра труб и потерь напора на участках магистральной  линии.

Участок	Расход жидкости на участке  Q, м3/с	Длина участка l, м	Условный проход dy, мм	Квадрат расходной характеристи-ки KJ2,( м3/с)2	Скорость движения жидкости , м/c	Потеря напора на участке  hji, м
ЖЗ	0,1944	1000	500	14,876	0,99	2,79
ДЖ	0,2933	500	600	38,925	1,04	1,21
ВД	0,4294	400	700	87,647	1,12	0,93
АВ	0,5017	800	800	156,917	0,99	1,41

3. Определение потребного напора сети (в точке А)

Потребный напор сети определяется как полная потеря напора на всей магистральной  линии, складывающаяся из суммы потерь напора (местных и по длине) на участках этой линии, разности отметок конечной и начальной точек магистральной линии и свобоного напора в точке потребления на конце магистральной линии.

, м

где …-потери напора (местные и по длине) на всей магистральной линии, м, =6,34 м;

Z_H и Z_A-отметки конечной и начальной точек магистральной линии (цифры в Δ-как на схеме), м,

Z_H=124м(в точке З), Z_A=104м;

h_H-свободный напор в конечной точке магистральной линии, м,

h_H=30м.

Н_А=6,34+(124-104)+30=56,34м.

4. Определение напорв точках отвевления

Для точки  В Н_В, м

Н_В=Н_А-h_AB+(Z_A-Z_B)

H_B=56,34-1,41+(104-106)=52,93м

Для точки  Д Н_Д, м

Н_Д=Н_В-h_ВД+(Z_В-Z_Д)

Н_Д=52,93-0,93+(-6)=46м

Для точки  Ж Н_Ж,м

Н_Ж=Н_Д-h_ДЖ+(Z_Д-Z_Ж)

Н_Ж=46-1,21+(-4)=40,79м

5. Определение диаметров трубопроводов ответвлений.
1. Суммарные потери напора в ответвлениях )путевых и местных)

Для ответвления  ВС:

h_BC=H_B-h_C+(Z_B-Z_C), м,

где h_C-свободный напор в пункте С, м.

h_BC=52,93-10-4=38,93

Для ответвления  ДЕ:

H_ДЕ=H_Д-h_Е+(Z_Д-Z_Е), м,

где h_Е-свободный напор в пункте Е, м.

h_ДЕ=46-15-3=28м

Для ответвления  ЖИ:

H_ЖИ=H_Ж-h_И+(Z_Ж-Z_И), м,

где h_И-свободный напор в пункте И, м.

h_ЖИ=40,79-20-4=16,79м

2. Расходные характеристики труб ответвлений

Расходные характеристики труб ответвлений определяются по формуле:

 

Для ответвления  ВС:

К²=0,087887 (м³/с)²

Для ответвления  ДЕ:

К²=0,581 (м³/с)²

Для ответвления  ЖИ:

К²=0,257 (м³/с)²

3. Определение диаметров труб ответвлений.

По значению квадрата расходной  характеристики в соответствии с  сортиметром подбирается диаметр  трубопровода (приложение В) [[1].

Для ответвления  ВС:

К²=116,15*10^-3 (м³/с)², d_y=200мм, d=210мм.

Для ответвления  ДЕ:

К²=998,6*10^-3 (м³/с)², d_y=300мм, d=302,2мм.

Для ответвления  ЖИ:

К²=379,9*10^-3 (м³/с)², d_y=250мм, d=264мм.

4. Потери напора на рассматриваемом участке.

Потери напора на расматриваемом участке определяются по формуле:

 

Для ответвления  ВС:

h_BC=29,46м.

Для ответвления  ДЕ:

h_ДЕ=16,29м.

Для ответвления  ЖИ:

h_ЖИ=11,35м.

5. Свободный напор в точке потребления.

Свободный напор в токе потребления (свободный напор в  конечной точке ответвления) должен быть не менее заданного:

h_C=H_B-h_BC+(Z_B-Z_C), м

h_C=52,93-38,93-4=10м.

h_Е=H_Д-h_ДЕ+(Z_Д-Z_Е), м

h_Е=46-28-3=15м

h_И=H_Ж-h_ЖИ+(Z_Ж-Z_И), м

h_И=40,79-16,79-4=20м

6. Определение скоростей в ответвлениях.

Истинные скорости в ответвлениях определяются по формуле: