Глава 1 Расчёт тупикового трубопровода

1.1Выбор главной магистрали

Задаемся средним гидравлическим уклоном на магистралях i=0,01 и вычисляем ориентировочные значения требуемых давлений в начале трубопровода. Так как расчет ориентировочный, то значением местных сопротивлений на участках пренебрегаем (_ПР=), а плотность воды везде принимаем одинаковой (=₁₁ )

Для направления к потребителю I

P¹_н=P_+g₁₁(z_-z_н+i₂+i₄+i₅+i₆)=140000+9,81*999,7*(30-5+0,01·(400+200+300+80))=0,4813 МПа

Для направления к потребителю 

Р²_н=P_+g₁₁·(z_-z_н+h_П+i₂+i₄+i₅+i₇+i₈)=150000+9,81*999,7*(15-5+14+ +0,01·(400+200+300+80+100))=0,4913 МПа

Для направления к насосу, приняв минимально допустимое давление перед насосом

P_V=P₁₁+(0,020,03)=1311,8+0,03*10⁶=31311 Па=0,0313118 МПа

получим

Р³_Н= P_V+g₁₁·(z_-z_н+i₂+i₄+i₉+i₁₂+i₁₆)

Р³н=31311.8+9,81·999,7·(1-5+0,01*(400+200+250+200+320))=0,12644 МПа

Для направления на распыление III

Для направления в водонапорный бак V:

Для направления в водонапорный бак IV.

Так как P²_нP¹_нP ⁴_н> P ⁵_н > P ⁶_н > P ³_н то главная магистраль к потребителю 

Расчет участков главной магистрали

Так как задано давление у потребителя  ,то расчет начинаем с участка 8

Участок 8

Расчет ведем по первому варианту.

1. По табл. 9 принимает оптимальную скорость =1,34 м/с, соответствующую расходу для

стальных труб.

2. Ориентировочное значение диаметра

м

3. По ГОСТ 8732-70 (табл.4) принимаем трубу D_нар=299 мм, =20 мм с внутренним расчетным диаметром D₈=299-20*2=259 мм

4. Фактическая скорость воды на участке

м/с

5. Число Рейнольдса

Для стальных сильно заржавленных труб по табл. 8 принимаем k_э=3 мм

Предельные числа Рейнольдса

Re Re_пр ^ Re_пр^

т.к. Re Re²_пр, зона гидравлически шероховатого трения

6. Коэффициент жидкостного трения' (табл. 11) вычисляем по формуле Шифринсона

7. Назначение задвижки на участке 8 - отключение участка при авариях. В рабочем режиме она полностью открыта, следовательно, для нее _з=0.1 (табл. 12).

Эквивалентная длина участка

м

8. Приведенная длина

м

9. Удельные потери энергии

Дж/кг

10. Давление в начале участка

МПа

Подогреватель

P_P=P_P’+g_СР(z_P’-z_P+h_П)=289700+9.81981,36(2-2+14)=0,4245 МПа

Участок 7

Расход м³/с

Расчет ведем по первому варианту.

1. По табл. 9 принимает оптимальную скорость =1,34 м/с, соответствующую расходу для

стальных труб.

2. Ориентировочное значение диаметра

м

3. По ГОСТ 8732-70 (табл.4) принимаем трубу D_нар=299 мм, =22 мм с внутренним расчетным диаметром D₇=299-22*2=255 мм

4. Фактическая скорость воды на участке

м/с

5. Число Рейнольдса

Для стальных сильно заржавленных труб по табл. 8 принимаем k_э=3 мм

Предельные числа Рейнольдса

Re Re_пр ^ Re_пр^

6. Коэффициент жидкостного трения' (табл. 11) вычисляем по формуле Шифринсона

7. Назначение задвижки на участке 8 - отключение участка при авариях. В рабочем режиме она полностью открыта, следовательно, для нее _з=0.1 (табл. 12)

Значение коэффициента сопротивления тройника в начале участка необходимо принимать по табл. 17 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в боковом отводе. Для пользования таблицей предварительно определим Q₅ и D₅ для участка 5.

м³/с

Оптимальная скорость ’₅=1,35 м/с ( табл.9)

м

По ГОСТ 8732-70 ( табл.4) расчётный внутренний диаметр трубы

мм

Т.о. для тройника имеем

и по табл. 17 находим _тр=2,4

Эквивалентная длина участка

м

8. Приведенная длина

м

9. Удельные потери энергии

Дж/кг

10. Давление в начале участка

МПа

Участок 5

Расчёт ведём по первому варианту.

1. ’₅=1,35 м/с

2. D’₅=0,299 м

3. мм (ГОСТ 8732-70)

4. м/с

5. 

Re Re_пр ^ Re_пр^

6. 

7. Значение коэффициента сопротивления тройника в начале участка необходимо принимать по табл. 17 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в боковом отводе. Для пользования таблицей предварительно определим Q₄ и D₄ для участка 4.

м³/с

Оптимальная скорость ’₄=1,36 м/с ( табл.9)

м

По ГОСТ 8732-70 ( табл.4) расчётный внутренний диаметр трубы

мм

Т.о. для тройника имеем

и по табл. 17 находим _тр=2,5

Эквивалентная длина участка

м

8. Приведенная длина

м

9. Удельные потери энергии

Дж/кг

10. Давление в начале участка

МПа

Участок 4

Расчет ведем по первому варианту.

1. По табл. 9 принимает оптимальную скорость =1,36 м/с, соответствующую расходу для

стальных труб.

2. Ориентировочное значение диаметра

м

3. По ГОСТ 8732-70 (табл.4) принимаем трубу D_нар=450 мм, =16 мм с внутренним расчетным диаметром D₄=450-18*2=414 мм

4. Фактическая скорость воды на участке

м/с

5. Число Рейнольдса

Для стальных сильно заржавленных труб по табл. 8 принимаем k_э=3 мм

Предельные числа Рейнольдса

Re Re_пр ^ Re_пр^

6. Коэффициент жидкостного трения' (табл. 11) вычисляем по формуле Шифринсона

7. Значение коэффициента сопротивления тройника в начале участка необходимо принимать по табл. 18 для случая разделения потоков и для учёта потерь энергии в прямом проходе. Для пользования таблицей предварительно определим Q₂ и D₂ для участка 2.

м³/с

По ГОСТ 8732-70 ( табл.4) расчётный внутренний диаметр трубы

мм

Т.о. для тройника имеем

и по табл. 16 находим _тр=82

Эквивалентная длина участка

м

8. Приведенная длина

м

9. Удельные потери энергии

Дж/кг

10. Давление в начале участка

Па

Участок 2

1. По ГОСТ 8732-70 (табл.4) принимаем трубу D_нар=450 мм, =18 мм с внутренним расчетным диаметром D₂=450-18*2=414 мм

2. Фактическая скорость воды на участке

м/с

3. Число Рейнольдса

Для стальных сильно заржавленных труб по табл. 8 принимаем k_э=3 мм

Предельные числа Рейнольдса

Re Re_пр ^ Re_пр^

т.к. Re Re²_пр, зона гидравлически шероховатого трения

6. Коэффициент жидкостного трения' (табл. 11) вычисляем по формуле Шифринсона

7. Назначение задвижки на участке 2 - отключение участка при авариях. В рабочем режиме она полностью открыта, следовательно, для нее _з=0.1 (табл. 12).

Для обратного клапана _ок=2.5 (табл.15 лит.1)

Эквивалентная длина участка

м

8. Приведенная длина

м

9. Удельные потери энергии

Дж/кг

10. Давление в начале участка

Па

Таблица 1 – сводная таблица результатов расчёта главной магистрали.

Участок	Длина участка, м	Расход, м3/с	Диаметр, мм	Скорость, м/с	Приведённая длина участка, м	Потеря энергии, Дж/кг	Давление в начале участка, Па
8	100	0,0694	259	1,318	100,717	12,193	289700
7	80	0,0668	255	1,309	97,61	11,87	436400
5	300	0,0946	299	1,33	321,62	32,9	498700
4	200	0,1828	414	1,3586	1257.57	89.99	480785
2	400	0,1828	414	1.3586	433,53	31.02	560831