Расчет системы всасывающей и напорной сети

Предпосылки

а) Скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимается равной 1м/с;

б) На практике, обычно диаметр всасывающего трубопровода больше диаметра напорного, поэтому скорость во всасывающей линии около 0,7м/с, а в напор ной около 1м/с;

в) Всасывающая линия рассчитывается с учетом потерь в местных сопротивлениях (короткий трубопровод);

г) Напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь

Напорная линия

1. Определяется диаметр напорного трубопровода из уравнения неразрывности потока, принимая скорость в нем V=1м/с

d=                (21)

d= м                 

По таблице [1] принимается стандартный диаметр dст=0,175 м

2. Для выбранного стандартного диаметра уточняем скорость в трубопроводе – фактическая скорость Vф=0,883 м/с

3. Определяются потери напора по длине по формуле Дарси-Вейсбаха

 (22)

l=lнап – длина трубы, отводящей фильтрат, т.е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, принимается в курсовой работе равной 200м

g=9,8 м/с2 -ускорение свободного падения,

l - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси), по формуле Артшуля

 (23)

где Кэ-эквивалентная равномерно зернистая шероховатость, для неновых труб Кэ=1,4 мм,

Rе- число Рейнольдса

 (24)

где ν- коэффициент кинематической вязкости, зависит от температуры жидкости

ν (t=200C) = 0,0101 см2/с=0,00000101 м2/с

λ=0,03335

4. Строится пьезометрическая линия р-р (рисунок 5), для чего назначается величина свободного напора Нсв=5ё10м (Из опыта строительного производства - так называемый запас).

Нсв=5 м

 

Всасывающая линия

Всасывающую линию рассчитываем как короткую трубу, т.е. учитываем и местные, и линейные потери. Потери напора в местных сопротивлениях вычисляются по формуле Вейсбаха:

                                         (25)

где xj – коэффициент потерь в местных сопротивлениях:

для сетки с клапаном xcкл=10;

для плавного поворота на 900 xпов=0,55;

h j cкл= 0,3978 м;

h j пов=0,02188 м;

 м.

Линейные потери определяются как сумма линейных потерь в горизонтальной и вертикальной части всасывающей линии по формуле Дарси-Вейсбаха:

а) рассчитывается отдельно для вертикального участка

где - lв = hнаc - длина вертикального участка, определяется из геометрии расчетной схемы

lв =Hk+(B+L)i+0,7+0,5=6,725 м

б) рассчитывается отдельно для горизонтального участка:

 где - lг – определяется из геометрии расчетной схемы (длина наклонного участка и расстояние от бровки до оси насоса, и половина ширины зумпфа на запас)

lг=15+0,5+0,5*1,8=16,4 м

 м

Сумма всех потерь на всасывающей линии hf:

hf=hj+hl=0,175+0,42=0,595 м

Строится напорная Е-Е и пьезометрическая р-р линии (рис.5).

 

4.2 Подбор марки насоса

 

Насос назначается из трех характеристик:

-   производительность Qнас

-   напор Н

-   вакуум Нвак

Qнас=1,5 Qпр=1,5×0,021288=0,0311 м3/с =112 м3/час;

Н= Нман+ ;

Нман=hlнап+Hсв

Нман=1,516+5=6,516 м;

=6,725 м;

H=6,516+6,725=13,241 м.

Фактический вакуум определяется с помощью уравнения Бернулли:

 (26)

Для плоскости сравнения 0-0 и выбранных сечений I-I и II-II будем иметь:

=0;

;

;

;

;

;

.

Уравнение преобразуется в следующий вид:

где hf= 0,595 м;

=6,725 м;

Характеристики насоса 6К-12:

-   подача Q =160 м3/час;

-   напор H=20,1 м;

-   вакуум Hвак=7,9 м;

-   мощность двигателя N=28 кВт.

5Расчет ливневого коллектора

Назначение ливневого коллектора: ливневой коллектор служит для транспортировки отводящихся вод в очистные сооружения.

Ливневые коллекторы выполняются в виде каналов замкнутого поперечного профиля.

Гидравлический расчет в условиях безнапорного равномерного движения выполняется по формуле Шези:

Формула расхода:      

При расчёте канализационного коллектора используется метод расчёта по модулю расхода[12], для этого необходимо определить расходы и скорости для различных степеней наполнения коллектора а=h/d, как некоторой части от расхода и скорости, соответствующей его полному наполнению.

                           (27)

                                    (28)

где - В и А коэффициенты зависящие от формы поперечного профиля и степени наполнения канала(a), определяются по графику «Рыбка» [1];

- Wп и Kп модули скорости и расхода при полном наполнении коллектора [1,5]

- Q – подача насоса.

Расчет выполняется с учетом некоторых замечаний:

-   в практике строительного производства обычно принимают степень наполнения равную а=0,5-0,7;

-   коэффициент шероховатости канализационных труб n принимают равным n=0,011-0,014, принимаем n=0,013;

-   уклон коллектора принимается в пределах i=0,001-0,005.

1. С графика «Рыбка» [1] снимается значение А для заданной степени наполнения а=0,6

А=0,6

2. Определяется модуль расхода :

 где i=0,005.

м3/с

3.Из таблицы [1] подбираются по высчитанному модулю расхода Кп и коэффициенту шероховатости n=0,013 ближайший диаметр d=300мм и соответствующие табличные данные КТ=0,971м3/с и WnТ=13,75м/с.

4.Уточняется истинное значение наполнения коллектора, соответствующее принятым модулю расхода и модулю скорости:

 

5.По графику «Рыбка» для вычисленного значения А=0,65 определяется степень наполнения аф=0,57, этому наполнению соответствует В=1,07

6.Глубина равномерного движения находится из формулы:

;

;

 .

7. Скорость движения определяется по формуле:

;

 м/с.