Расчет кольца

 

Сущность расчета кольцевого трубопровода состоит в определении расходов жидкости по кольцу таким образом, чтобы алгебраическая сумма потерь напора во всем кольце не превышала определенную величину (для одного кольца она составляет ± 0,5 м).

Перед началом расчета примем следующее допущение: водоснабжение всех потребителей будет осуществляться от водопроводной башни, предварительно заполненной водой с помощью насоса.

Количество воды, поступающей из башни, равно суммарному потреблению в системе водоснабжения

Согласно выданному варианту:

∑Q_i=4+6+3+5+1+10+8+7+9+0,02*100=55 л/с

∑Q_i=Q_{max ч} - максимальный секундный расход воды в водопроводной сети

 

 

Рис.2 Схема кольца

Таким образом, к начальной узловой точке 8 кольца подходит 55 л/с. Так как в узле 8 происходит отбор воды в количестве 7 л/с и еще в узле 9 отбор воды в количестве 9 л/с то для распределения по ветвям кольца остается 39 л/с.

В начале расчета разбиваем кольцо на участки. Нумеруем участки кольца, начиная от узла, двигаясь по кольцу по ходу часовой стрелки. Первым будет участок 8-7, вторым 7-4. участки записываем в таблицу 4.

Для первого приближения половину поступающего в кольцо расхода направляем по первому участку.

Тогда Q8-7=39*1/2=19,5 л/с.

Q7-4=19,5-8=11,5 л/с

Q6-8=26,5-7=19,5 л/с

Q5-6=19,5-10=9,5 л/с

Q4-5=9,5-1=8,5 л/с

В дальнейшем определяем расход воды по участкам, руководствуясь следующим правилом: приток воды к каждому узлу должен быть равен оттоку по прилегающим участкам плюс отбор воды в самом узле (рис. 2).

По выбранным прикидочным расходам определяются диаметры труб на каждом участке кольца по формуле:

d- диаметр трубы, м;

Q- расход воды, проходящей по трубе, м³/с;

V- скорость воды, м/с (примем V=1 м/с).

Для участка 8-7

Для участка 7-4

Для участка 4-5

Для участка 5-6

Для участка 6-8

Полученные значения диаметров труб округляем до ближайшего стандартного (в сторону увеличения) и в соответствии с материалом труб выбираю справочные значения коэффициентов удельных сопротивлений, чтобы с учетом длины участка определить потери напора по формуле:

d8-7= 200 мм; А = 8.092 /

d7-4= 125 мм; А = 96.72 /

d4-5= 125 мм; А = 96.72 /

d5-6= 125 мм; А = 96.72 /

d6-8= 200 мм; А = 8.092 /

С учётом длин участков определяем потери напора по формуле:

 

h_w = AlQ², (3)

 

где h_w - потери напора по длине, м;

А - удельное сопротивление, с²/м⁶; (приложения 1...4);

l - длина участка, м.

 

В таблице 4 в соответствующих строках для участков записываем значения:

В=А1Q; h_w = BQ;

 

=8,092*300*19,5*10^-3 =47,34 с/м²; = 47,34*19,5*10^-3 = 0,92 м.

= 96,72*400*11,5*10^-3 =444,9 с/м²; = 444,9 *11,5*10^-3 = 5,12 м;

= 96,72*300*8,5*10^-3 =246,64с/м²; = 246,64*8,5*10^-3 = 2,19м;

= 96,72*250*9,5*10^-3 =229,71с/м²; = 229,71*9,5*10^-3 = 2,18м;

= 8,092*200*19,5*10^-3 =31,56с/м²; = 31,5*19,5*10^-3 = 0,62 м;

 

 

Таблица 4

Расчет кольца

Участок	Длина, м	Прикид. расход, Q, л/с	Диаметр, d, мм	Удельное сопроти- вление, А, с/м	A.L, с/м	B= A.L.Q, c/м	Знак	h= B.Q, м	Поправочный расход, Q, л/с	Исправ расход, Q, л/с
Первое приближение
8-7		19,5		8,092	2427,6	47,34	+	0,92	+0,5	19,0
7-4		11,5		96,72		444,91	+	5,12	11,0
4-5		8,5		96,72		246,64	-	2,19	9,0
5-6		9,5		96,72		229,71	-	2,18	10,0
6-8		19,5		8,092	1618,4	31,56	-	0,62	20,0
Сумма 1000,16		+1,14

 

Второе приближение
8-7		19,0		8,092	2427,6	46,12	+	0,88
7-4		11,0		96,72		425,57	+	4,68
4-5		9,0		96,72		261,14	-	2,35
5-6		10,0		96,72		241,80	-	2,42
6-8		20,0		8,092	1618,4	32,37	-	0,65
Сумма 1007		+0,14

 

В рассматриваемом нами расчёте кольца (таблица 4):

 

∑h_w=+ 1,14 ≤ 0,5 м,

Где 0,5-допускаемое отклонение невязки.

 

Для проверки правильности проведённого расчёта определяется алгебраическая сумма потерь напора во всём кольце , которая называется невязкой.