Расчётно-графическая работа «Расчёт тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения»

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГБОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия»

Кафедра землеустройства, кадастров и сельскохозяйственной мелиорации

 

 

 

Расчётно-графическая работа

«Расчёт тупиковой сети сельскохозяйственного водоснабжения»

 

 

 

Выполнил: студент третьего

 курса заочного отделения

 агрономического факультета 

Специальность землеустройство

Крюков А. Н.,

Шифр 10234

                                                                                      Проверила:

Чернигова Д. Р.

 

Иркутск 2013

Расчёт тупиковой сети сельскохозяйственного назначения.

Цель: выполнить упрощённый расчёт тупиковой сети с/х водоснабжения, которые предназначены для населённых пункта с хозяйственно производственным комплексом.

Исходные условия: на основании генерального плана хозяйства составлена схема № 3 водопроводной сети, соответствующая номеру задачи №0 в таблице №1.

Исходные данные:

Таблица 1

Номер рисунка	Расход, л/с					Необходимый свободный напор Нсв, м	Длина всасывающего трубопровода L1-2, м	Длина участка напорного трубопровода L, м	Материал напорных труб
	Q5	Q6		Q7	Qп
3	5,4		4,7	6,0	6,1	14	21	320	сталь

 

 

1 - Резервуар с чистой водой;

2 - Насосная станция;

3 - Водонапорная башня;

4, 5, 6, 7- хозяйственные производственные  объекты.

Известны: условные геодезические отметки узловых точек, длина участка трубопровода между ними, путевой расход и расход в узлах, точках соответствующих общему максимальному расходу водопроводной сети, необходимый свободный напор.

Требуется:

1. Определить расчётные расходы и выбрать диаметр трубы для всех участков трубопровода.
2. Вычислить напоры в узловых точках.
3. Построить график пьезометрических напоров.

 

1. Определить длины участков трубопровода.

L1-2 = 21м                                       

L2-3 = 0,2L=0.2×320=64м                                      

L3-4 = L=320м

L4-5= 3L=3×320=960м

L4-6 = 2L=2×320=640м

L5-7=1.5L=1.5×320=480м

 

2. Определить расчетные расходы на участках.

 

Qр = Qт + 0,55Qп

 

где:  Qт - транзитный расход, пропускаемый дальше рассматриваемого участка трубопровода.

        Qп – распределительный путевой расход на рассматриваемом участке.

        0,55 – коэффициент, определяющий долю путевого расхода участвующего совместно с транзитным расходом в создании потерь напора на рассматриваемом участке.

Q5-7 = Q7 = 6.0 л/с = 0, 006м³/с

Q4-5 = Q7 + Q5 = 6 + 5.4 = 11.4 л/с = 0.0114м³/с

Q3-4 = Q7 + Q5 + Q6+ Qп =  6 + 5.4 + 4.7 +6.1 = 22.2 л/с  =  0, 0222м³/с

Q4-6  = Q6 + 0,55Qп =  4.7 + 0,55 × 6.1 = 8.055 л/с  =  0, 008055м³/с

Q2-3 = Q7 + Q5 + Q6+ Qп =  6 + 5.4 + 4.7 + 6.1 = 22.2 л/с  =  0, 0222м³/с

Q1-2 = Q7 + Q5 + Q6+ Qп =  6 + 5.4 + 4.7 + 6.1 = 22.2 л/с  =  0, 0222м³/с

 

 

3. Определить диаметр трубопровода по расчётным участкам.

 

Наиболее экономичной скоростью воды в трубопроводе является скорость от 1 до 3 м/с. Для расчётов применяют среднюю скорость воды равной 1 м/с. Заданная скорость движения воды определяет диаметр трубопровода по расчётным участкам.

d = мм

d1-2 = = = 0,1682м = 168,2мм 175мм=0,175м

 

d2-3 = = = 0,1682м = 168,2мм 175мм=0,175м

 

d3-4  = = = 0,1682м = 168,2мм 175мм=0,175м

 

d4-5 = = = 0,1205м = 120,5мм 125мм=0,125м

 

d4-6 = = = 0,1013м = 101,3мм 125мм=0,125м

 

d5-7 =   = = 0,0874м = 87,4мм 100мм=0,1м

 

Полученные результаты округляем до стандартных диаметров, предпочтительно в большую сторону.

Таблица 2.   Удельное сопротивление Акв труб в зависимости от условного прохода d.

 

Dy, мм	трубы
	стальные
100	173
125	76,4
175	20,8

 

 

 

4. Уточняем среднюю скорость воды в трубопроводе.

 

 

 

1-2 = = 0,92 м/с

 

2-3 = = 0,92 м/с

 

 

3-4 = = 0,92 м/с

 

4-5 = = 0,93 м/с

 

4-6 = = 0.66 м/с

 

5-7 = = 0,76 м/с

 

 

5. Определяем потери напора на участках сетей трубопровода.

 

Потери напора на участках сетей трубопровода определяем по формуле:

 

h = КмAкв× L × Q²р × , м.

 

где:  h - потери напора на участках, м

        Км – коэффициент, учитывающий местное сопротивление, составляет от 5          до 30% от потерь напора по длине ( ~1,1).

        Aкв – удельное сопротивление,

        L – длина участка трубопровода, м

         Qр – расчётный расход на участке трубопровода, м³

          - поправочный коэффициент на режим движения жидкости, м³/с.

 

h1-2= КмAкв× L × Q²1-2 × = 1,1×20,8×21×0.0222²×1.03 = 0.244м

h2-3= КмAкв× L × Q²2-3 × = 1,1×20,8×64×0.0222²×1.03 = 0,743м

h3-4= КмAкв× L × Q²3-4 × = 1,1×20,8×320×0.0222²×1.03 = 3,717м

h4-5= КмAкв× L × Q²4-5 × = 1,1×76,4×960×0.0114²×1.03 = 10,780м

h4-6= КмAкв× L × Q²4-6 × = 1,1×76,4×640×0.008055²×1.11 = 3,874м

h5-7= КмAкв× L × Q²5-7 × = 1,1×173×480×0.006²×1.06 = 3,486м

 

Таблица 3. Поправочный коэффициент на степень турбулентности потока в зависимости от скорости движения воды.

 

Скорость	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2
Трубы стальные	1,20	1,11	1,06	1,03	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0

 

Существует два основных режима движения жидкости:

• ламинарный (ограничен скоростью, для него характерно параллельное движение жидкости);
• турбулентный (для него характерно перемещение слоёв между собой и выравнивание скорости в центре потока с образованием турбулентного ядра).

Потери напора зависят квадратично, то есть от квадрата скорости.  Ламинированный режим более экономичный, т. к. потери напора меньше. Его минус – низкая скорость.

 

 

6. Определение пьезометрического напора в расчётных точках. Строим график пьезометрических напоров.

 

Напор – это удельная энергия жидкости, приведенная к ее весу. Выражается в столбе жидкости (м, мм).

Пьезометрический напор – удельная потенциальная энергия, приведённая к весу жидкости и выраженная в метрах её столба.

Диктующей точкой называется самая дальняя и высокорасположенная точка от водоисточника.

При создании необходимого напора в диктующей точке, будет обеспечен напор в любой другой точке системы.

Свободный напор (Нсв) – напор воды у потребителя,обеспечивающие нормальное функционирование внутренней сети водоснабжения.

Нсв (-1) = Нсв (i) + i-i-1))hi-(-1)

Нсв7 = Нсв = 14м

Нсв5 = Нсв7++h5-7 = 14+(35-33)+3,486 = 19,486м

Нсв4 = Нсв5 ++h4-5 = 19,486+(33-35)+10,780 = 28,266м

Нсв3 = Нсв4++h3-4 = 28,266+(35-37)+3,717 = 29,983м

Нсв2 = Нсв3++h2-3  = 29,983+(37-35)+0,743 = 32,726м

Нсв1 = Нсв2++h1-2 = 32,726+(35-31)+0,244 = 36,97м

Нсв6 = Нсв4+- h4-6 = 28,266+(35-31) - 3,874 = 28,392м