Тема 4. Расчеты трубопроводов и трубопроводных систем

Истечение жидкостей через отверстия и насадки, коэффициенты истечения: сжатия струи, скорости, расхода, гидросопротивления. Дальность вылета струи. Истечение через трубопровод, построение напорной диаграммы.

Расчет простого трубопровода, построение характеристики трубопровода. Насосный трубопровод, определение характеристики установки и режима работы. Расчеты параллельного и последовательного соединения труб, построение суммарной характеристики соединения. Последовательно-параллельное соединение. Трубопровод с непрерывной раздачей жидкости по пути, расчет потерь. Применение водопроводных формул для расчета трубопроводных систем. Удельные сопротивления и эквивалентные длины местных сопротивлений.

Контрольная расчетно-графическая работа по дисциплине «Расчет насосного трубопровода»

Схема и описание работы установки

Вода, циркулирует по трубопроводу, состоящему из трех участков стальных труб, с помощью центробежного насоса 4, наполняет бак Б, снабженный цилиндрическим насадком 7 в днище, через который она вытекает в резервуар А, а затем поступает в колодец В по самотечному чугунному трубопроводу.

На всасывающей трубе установлена клапанная коробка 1 с коэффициентом сопротивления ζ_КОР, задвижка 3 с коэффициентом ζ_З, поворотное колено 2 с коэффициентом ζ_К , вакууметр р_вак , измеряющий давление на входе в насос.

На нагнетательной линии установлен манометр р_{М ,} скоростная трубка Пито 5 , расходомер Вентури с ртутным дифманометром 6, вентиль 8 с ζ_{В .}

ζ _К d_3, L₃ ζ_К

6 Δhрт d2, l2

Н_б Н₂

Б

7 3 4 8 ΔhП 5

А 2 р_ВАК р_М ζ_В d_1, L₁ ζ_К

ζ_к ζ_З ζ_В

Н₁ L_c d_вс, L_вс

Н_вс

В Рис. 1. Схема насосной установки

ζ_КОР

1

ЗАДАНИЕ к контрольной расчетно-графической работе

Определить:

А) - для вариантов 1 – 10 (таблица 1):

1. расход жидкости по системе и общие потери напора;

2. необходимую мощность насоса и приводного двигателя;

3. допустимую высоту всасывания насоса Н_вс ;

4. показания трубки Пито и дифманометра расходомера Вентури;

5. показание манометра на нагнетательной линии насоса р_м;

6. необходимый диаметр самотечного трубопровода между резервуарами А и В;

7. построить общую характеристику трубопроводной системы Н_с=f(Q).

Таблица 1 вариантов и исходных данных для расчета

величины	В а р и а н т ы
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
dвс, мм	75	80	100	125	150	90	70	100	150	125
Lвс, м	12	14	15	17	20	16	10	16	22	18
d1,мм	70	75	90	100	125	80	60	90	125	100
L1, м	100	120	150	175	200	140	95	155	210	180
d2,мм	75	80	100	125	150	100	70	90	125	110
L2,м	12	15	20	25	30	18	14	20	38	26
d3,мм	60	65	85	90	110	75	60	75	120	90
L3 , м	120	150	175	200	240	155	100	170	255	200
dН, мм	45	38	48	54	57	44	32	52	64	46
Н1, м	5,2	5,5	5,4	6,4	6,8	5,5	4,6	6,5	7,6	6,3
Н2, м	10	12	15	20	26	14	10	16	30	22
НБ, м	5,0	5,2	5,5	5,8	6,2	5,4	4,1	5,8	6,6	6,2
рвс,кПа	50	48	45	46	49	48	44	46	52	51
Lc, м	10	12	15	16	20	18	11	15	25	20

Общие данные: - плотность и вязкость воды ρ = 1000 кг/м³, ν = 0,011 см²/с; - коэффициент расхода насадка µ_н = 0,82; -модуль и коэффициент расхода Вентури: т = 0,25 , µ_вен = 0,85;; плотность ртути ρ_рт = 13600 кг/м³; - КПД насоса η_н = 0,8; - шероховатость стальных труб Δ = 0,1 мм; - шероховатость чугунной трубы Δ_ч = 0,7 мм; коэффициенты сопротивлений ζ_КОР = 3; ζ_З = 2; ζ_В = 4; ζ_К = 1.

Б) – для вариантов 11 – 20 (таблица 2):

Выполняются все пункты предыдущего задания (А), за изменением п.4, который формулируется следующим образом:

4) определить перепад на скоростной трубке Пито Δh_П и предельную высоту наполнения бака «Б» - Н_б.

В) – для вариантов 21 – 30 (таблица 3):

Выполняются все пункты задания (А), за изменением п. 4, который формулируется следующим образом:

4) определить перепад на ртутном дифманометре расходомера Вентури Δh_PT и предельную высоту наполнения бака «Б» - Н_б.

Таблица 2 вариантов и исходных данных для расчета

величины	В а р и а н т ы
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
dвс, мм	90	80	70	100	125	150	125	100	80	75
Lвс ,м	15	13	10	16	18	22	19	15	12	11
d1,мм	85	75	60	90	110	125	100	90	75	70
d2, мм	90	80	70	100	125	150	125	100	80	75
d3,мм	80	75	65	90	110	140	110	90	75	70
L1, м	100	85	70	110	130	170	145	110	90	80
L2,м	12	10	8	11	14	17	15	12	11	10
L3,м	120	90	75	120	140	165	180	115	95	88
dН, мм	45	40	35	50	60	70	60	50	45	40
ΔhРТ, мм рт. ст.	360	370	375	350	340	330	345	355	360	375
Н1,м	5,6	5,4	4,7	6,1	6,2	6,4	5,8	6,0	5,5	4,8
Н2, м	10	12	14	15	18	10	13	16	9	12
рвс, кПа	45	48	50	46	49	51	52	46	48	44
Lc, м	8	10	12	11	10	14	15	16	15	12

Таблица 3 вариантов и исходных данных для расчета

величины	В а р и а н т ы
	21	22	23	24		25		26		27		28	29			30
dвс, мм	150	125	100	90		80		75		90		100	125			150
Lвс, м	20	19	16	15		14		12		16		15	18			22
d1, мм	125	110	90	80		75		70		80		90	110			125
d2, мм	150	125	100	100		90		80		100		110	140			175
d3, мм	100	100	85	70		70		70		75		80	100			110
dн, мм	70	60	50	45		45		40		50		60	65			70
L1, м	225	200	180	150		130		115		145		155	175			210
L2, м	25	20	15	12		11		10		14		18	22			30
L3, м	240	220	200	175		150		125		170		180	190			230
Lc, м	10	9	8	7		7		6		8		9	10			12
Н1, м	6	5,5	5,4	5,2		6,2		6,3		7		7,4	8			5,8
Н2, м	15	13	12	11		10		9		11		12	14			18
рвс,кПа	55	52	50	48		46		44		47		51	52			50
ΔhП, мм	290	280	310	315	340		350		330		325			300	280