Расчёт потерь на трение в основной магистрали

Потери на трение определяем по формуле:

(1.2).

гдеq — расход воды на рассчитываемом участке, л/с;

k² — квадрат модуля расхода для трубы на рассчитываемом участке, л²/с²;

l — длина участка, м.

Модуль расхода для трубы на рассчитываемом участке определяем, используя таблицу приложения 2 «Гидравлика» Н. Н. Лапшев.

Определяем суммарные потери на трение по основной магистрали:

(1.3).

Расчёт ответвлений

Определяем потери на трение в ответвлениях. При расчете учитываем соединение участков. При расчетах также учитываем разность давлений в основной магистрали и ответвлении.

Рассмотрим участок 4−6.

Так как участки 4−6 и 4−5 соединены параллельно, то:

Из формулы находим теоретический квадрат модуля расхода, л²/с² по формуле:

(1.4).

где q₄₋₆ — расход воды на участке 11, л/с;

h_4−6т — теоретические потери на участке 2.81, м;

l₄₋₆ — длина участка 15, м.

Теоретический квадрат модуля расхода на участке 4−6.

(1.3).

Находим ближайшее стандартное значение :

для труб диаметром d = 75 мм.

Потери на трение в ответвлении 4−6 находим по формуле (1.2):

Разность давлений в основной магистрали и ответвлении 4−6:

(1.5).

Разность давлений в основной магистрали и ответвлении 4−6:

2,81−1,83=0,98 м.

Т.к., что превышает 5%, то для погашения разности давлений ставим задвижку.

Находим скорость движения воды в ответвлении:

(1.6).

Скорость движения воды в ответвлении 4−6:

Далее определяем коэффициент местного сопротивления:

(1.7).

Коэффициент местного сопротивления на участке 4−6:

По коэффициенту местного сопротивления и диаметру определяем степень открытия задвижки (используем таблицу 3.6 на стр. 93 «Гидравлика» Н.Н. Лапшев):

(1.8).

Рассмотрим участок 3−7.

Так как участки 3−7 и 3−4 соединены параллельно, то:

(1.9).

Из формулы (1.4) находим теоретический квадрат модуля расхода .

Находим ближайшее стандартное значение :

для труб диаметром d = 150 мм.

Потери на трение в ответвлении 3−7 находим по формуле (1.2):

Разность давлений в основной магистрали и ответвлении 3−7 в узле 3 находим по формуле (1.5):

Т.к., что превышает 5%, то для погашения разности давлений ставим задвижку.

Скорость движения воды в ответвлении 3−7 находим по формуле (1.6):

Коэффициент местного сопротивления на участке 3−7 находим по формуле (1.7):

По коэффициенту местного сопротивления и диаметру определяем степень открытия задвижки (используем таблицу 3.6 на стр. 93 «Гидравлика» Н.Н. Лапшев):

(1.10).

n₃₋₇=2/8*0,15=0,0375 м Рассмотрим участок 2−8.

Так как участки 2−8 и 2−3 соединены параллельно, то:

(1.11).

Из формулы (1.4) находим теоретический квадрат модуля расхода ,.

Находим ближайшее стандартное значение :

для труб диаметром d = 125 мм.

Потери на трение в ответвлении 2−8 находим по формуле (1.2):

Разность давлений в основной магистрали и ответвлении 2−8 в узле 2 по форумле (1.5):

Т.к., что превышает, то для погашения разности давлений ставим задвижку.

Скорость движения воды в ответвлении 2−8 находим по формуле (1.6):

Коэффициент местного сопротивления на участке 2−8 находим по формуле (1.7):

По коэффициенту местного сопротивления и диаметру определяем степень открытия задвижки (используем таблицу 3.6 на стр. 93 «Гидравлика» Н.Н. Лапшев):

(1.12).

Степень открытия задвижки:

Построение пьезометрического графика

С учетом потерь на трение в ответвлениях и на главной магистрали построим пьезометрический график. (См. Приложение А) Вывод: определены необходимые диаметры труб на участках 1−2, 2−3, 3−4, 4−5, 4−6, 3−7, 3−8; расходы на каждом участке; потери напора во всех трубах. С учетом разности давлений в основной магистрали и ответвлениях подобраны степени открытия задвижки для погашения напора. Построен пьезометрический график разветвленного трубопровода. В ходе решения было учтено, что при движении жидкости по трубопроводу происходят потери, с учетом которых подобрана начальная высота поднятия жидкости. С учетом потерь соблюдено необходимое давление на концах разветвленного трубопровода.

На диаграмме отображены потери на трение по длине трубопровода, потери больше там, где круче график.

Потери на трение не зависят от расхода жидкости.