1.4.2 Численное решение задачи
Расчет ведется на основе полученной выше формулы для напора Н (давления р) или скорости (расхода Q).
При решении задачи на определение напора по исходным данным находят последовательно скорость u, режим течения (по числу Rе), коэффициент гидравлического трения l и коэффициенты местных сопротивлений zм, потери напора.
При определении расхода Q, полученное из уравнения Бернулли выражение для Н, дополняют уравнениями потерь напора и баланса расхода, а затем совместно решают систему уравнений относительно u. Численный расчет ведут методом последовательных приближений. В первом приближении задаются значением коэффициента l=0,02-0,03 или находят его без учета режима течения по известным эмпирическим формулам /1,2,3/. По найденной u определяют режим, уточняют l и скорость u.
Задача на определение диаметра решается по уравнению напора Н методом подбора. Задаются рядом значений d (не менее 4-5) и вычисляют соответствующие значения Н. По результатам расчета строится график зависимости Н=¦(d), из которого по заданному Нзад находят искомое значение dиск.
1.4.3 Расчет и построение графика напоров
Для
построения напорной и пьезометрической
линий между сечениями 1-1 и 2-2 на трубопроводе
дополнительно намечают ряд сечений (в
характерных местах потока - в зоне
расположения местных сопротивлений,
на границах прямолинейных участков) и
вычисляют для них полные (с учетом потерь
напора) и пьезометрические напоры.
Расчет напоров начинают с сечения 1-1.
Рекомендуется расчет вести по избыточному
давлению. Тогда H1=
z1
+
+
.
Полный напор в остальных сечениях Нi
= H1
-
h1-i,
где h1-i
– суммарные потери напора на участке
от сечения 1-1 до i-cечения.
Пьезометрический напор в сечениях Hпi
=Hi
-
Hск.i
(Hск.i
– скоростной напор в сечениях).
График строится на миллиметровой бумаге в масштабе, обеспечивающем наглядность изображения. На числовой оси Н (в м) наносится равномерная шкала. Вычисленные значения полных и пьезометрических напоров откладывают вверх в виде отрезков от плоскости сравнения 0-0 и соединяют концы отрезков линиями.
Полезно проверить правильность расчета и построения графика по уравнению потребного напора. Например, для гидравлической системы с открытым напорным резервуаром при выходе жидкости из трубопровода в атмосферу это уравнение имеет вид Н = (u22/2g)+h1-2. Выполнение равенства определяется подстановкой в него числовых значений величин.
2 Расчет водораспределительной сети
2.1 Цель работы: Усвоить методику и получить навыки расчета сложных разветвленных трубопроводов.
2.2 Задание. Выполнить расчет распределительной сети системы водоснабжения с водопитателем в начальной точке, выбрать стандартное оборудование.
Исходные данные:
- схема сети (для примера дана на рисунке 2.1);
- геодезические отметки точек сети z1, z2 … , м;
- длины участков l1-2, l2-3, … , м;
- узловые расходы q4, q5 ,q6, л/с;
- удельный путевой расход qуд, л/с×м.
Для сети с известной высотой водонапорной башни в число исходных данных включают также допустимые потери напора в магистрали hмаг.
Требуется определить диаметры труб, напоры в узловых точках сети, а при необходимости и высоту водонапорной башни.
5
б
Рисунок 2.1 Схема тупиковой сети:
а – расположение в плане;
б – продольный профиль расчетной магистрали