В4 Задачи по трубопроводам

Задачи по расчету
трубопроводов
Определение разности
напоров
Н1 
z1
A
p1
g
Известны: расчетный расход Q; диаметр
трубопровода d и материал, из которого он
hl изготовлен; отметки начала и конца
трубопровода z1 и z2; его длина l, а также
p свободный (располагаемый) напор в конце
Н2  2
 g трубопровода H2
1. Для трубопровода заданного диаметра d и
материала по справочным таблицам
устанавливается расходная характеристика К
z2
2. Вычисляется расчетная потеря напора по
длине hl
1 2
A
hl 
3. Находится необходимый напор Н1 из формулы
 z1  z2    H1  H2   hl
K
2
lQ
Определение необходимого
диаметра трубопровода
hl
Н1 
p1
g
Н2 
p2
g
Известны: расчетный расход Q; материал
трубопровода; отметки начала и конца
трубопровода z1 и z2; его длина l, а также
напор в начале и конце трубопровода H1, H2
1. Вычисляется располагаемая потеря напора
по длине hl
hl   z1  z2    H1  H2 
z1
A
z2 2. Вычисляется заданная расходная
характеристика К0
l
A
K0  Q
hl
3. По справочным таблицам устанавливается
диаметр d , которому соответствует
вычисленная расходная характеристика К0
Определение расхода
жидкости
hl
p
Н1  1
g
z1
A
Н2 
Известны: диаметр трубопровода d и
материал, из которого он изготовлен;
отметки начала и конца трубопровода z1 и
z2; его длина l, а также напоры H1 и H2
p2
g
1. Для трубопровода заданного диаметра d и
материала по справочным таблицам
устанавливается расходная характеристика К
z2
2. Вычисляется расчетная потеря напора по
hl  z1  z2  H1  H2
длине hl
3. Устанавливается искомый расход Q по
формуле
A

hl
QK
l
 

Экономически выгодная
скорость
Анализом установлено, что если вместо диаметров трубопровода
рассматривать среднюю скорость течения жидкости, то области минимальных
затрат соответствуют области экономически выгодных скоростей.
Значения этих скоростей для труб
v, м/с
меньших диаметров составляют 0,6—1,2
1,6
м/с, для труб больших диаметров — 0,9—
1,6 м/с.
В случае принятия экономической
скорости vэ для расчетного расхода можно
определить диаметр трубопровода:
1,4
1,2
4Q
d
 vэ
1,0
найти ближайший по сортаменту диаметр,
установить фактическую скорость и далее
решать задачу по определению потери
напора.
0,8
0,6
d
Задача 25
Вода подается по стальному трубопроводу l = 8000 м, d = 150 мм с расходом
Q = 10 л/с. Определить избыточное давление в конце трубопровода, если
давление в начале составляет = 520 кПа, а отметка оси трубопровода в
конечной точке на 12 м выше начальной.
Для d  150 мм, К  0,1805 м3 /с
v
Q


4Q
4  0, 01

 0,566 м/с
2
2
d
3,14  0,15
K  0,942  0,1805  0,1749
1
8000  0, 012
2
hl  2 lQ 
 26,15 м
2
K
0,1749
pк  pн   g  zн  zк    ghl
pк  520000  1000  9,81  12  26,15  145700 Па  145,7 кПа
Задача 26
Насос подает воду в бак, расположенный на Δz = 30 м выше насоса.
Определить расход воды по асбоцементной трубе d = 100 мм, длиной l = 800 м,
если манометр, установленный у насоса показывает p = 450 кПа, а свободный
напор на излив в бак должен быть не менее Hсв = 4 м вод ст.
Для d  100 мм, К  0,073 м3/с
hl 
p
450000
 z  H св 
 30  4  11,92 м
g
1000  9,81
QK
hl
11,92
 0,073
 0,00891 м3 /с
l
800
v
Q


4Q 4  0, 00891

 1,13 м/с
2
2
d
3,14  0,1
K  aKкв ; при v  1,13 м/с, a  1,0085; K =1,0085  0,073=0,0736 м3 / с
11,92
Q  0,0736
 0,00897 м3 /с
800
Задача 27
Подобрать диаметр трубопровода из неновых стальных труб, если его длина
l = 2600 м, zн = 42,4 м, zк = 48,9 м, pн =600 кПа, Hсв = 7,4 м, Q = 40 л/с.
p
600000
  zн  zк   H св 
 42, 4  48,9  7, 4  47,3 м
g
1000  9,81
l
2600
K0  Q
 0, 04
 0, 296 м3 с
hl
47,3
hl 
По таблицам для неновых
стальных труб, найдем
Для d1  200 мм, К 200  0,380 м 3 /с >0,296 м 3/с
Для d 2  175 мм, К175  0, 219 м3 /с < 0,296 м 3 /с
Принимаем d = 200 мм, тогда фактический расход воды составит
Q  K200
hl
47,3
 0,380
 0,051 м3 /с > 0,040 м3 /с
l
2600
Задача 28
Определить диаметр трубопровода и потерю напора на участке сети из
неновых чугунных труб длиной 1200 м при расчетном расходе 240 л/с
Принимаем скорость движения воды v = 1,2 м/с, вычислим необходимый
диаметр
d
4Q
4  0, 24

 0,504 м
 vэ
3,14 1, 2
Принимаем d = 0,5 м, тогда
К = 3,84 м3/с
Определяем потерю напора в трубопроводе
hl 
l 2 1200
2
Q

0
,
240
 4,69 м
2
2
K
3,84
Задачи на дом
1. По железобетонному горизонтальному трубопроводу подается вода с
расходом Q = 8,2 v3/c на расстояние 4,5 км. Определить диаметр водовода,
если давление в начале его составляет р1 = 0,7 мПа, а в конце р2 = 0,1 мПА
2. Подобрать диаметр стального трубопровода и найти напор в его начале, если
Q = 14 л/с, z1 = 18 м, z2 = 23 м, длина L = 1500 м, свободный напор в конце = 2,5
м
3. Определить напор в точке В и расход в точке С горизонтального чугунного
трубопровода состоящего из двух последовательных участков с длинами Lab =
500 м, Lbc = 700 м диаметрами Dab = 200 мм, D bc =150 мм, при напорах На = 40
м, Нс = 7 м и расходе Qв = 11,2 л/с
Qb
А
В
Qc
С