Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Przewód wydatkujący po drodze Obliczenia hydrauliczne materiał dydaktyczny - wersja 2.6 Kraków, maj 2007 Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Przewód wydatkujący po drodze Obliczenia hydrauliczne materiał dydaktyczny - wersja 2.6 Kraków, maj 2007 Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra."— Zapis prezentacji:

1 Przewód wydatkujący po drodze Obliczenia hydrauliczne materiał dydaktyczny - wersja 2.6 Kraków, maj 2007 Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Inżynierii Wodnej Karol Mikołajek, II rok IŚ rok akad. 2004/2005 Edyta Kruk, II rok IŚ rok akad. 2006/2007 Dr inż. Leszek Książek

2 Plan prezentacji: Wprowadzenie Wprowadzenie Przewód wydatkujący po drodze Przewód wydatkujący po drodze Przykład obliczeń Przykład obliczeń Zestawienie danych Zestawienie danych Nomogram Manninga Nomogram Manninga Wykres linii ciśnień Wykres linii ciśnień Interpretacja wyników Interpretacja wyników

3 Wprowadzenie: Współczesne wodociągi, występujące w postaci mniej lub bardziej złożonych systemów obiektów służą do udostępniania wody o pożądanej jakości i w oczekiwanej ilości. Poszczególne elementy systemy rozprowadzającego wodę składają się z odcinków rurociągów, które pod względem hydraulicznym pracują jako przewody zamknięte. Przewody zamknięte – przewody całkowicie wypełnione cieczą płynącą najczęściej pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Przewody zamknięte mogą być prostoosiowe lub zakrzywione, o przekroju poprzecznym stałym lub zmieniającym się w sposób ciągły lub raptowny.

4 Wprowadzenie: Przewód wydatkujący po drodze w schemacie hydraulicznym przewodu zakłada się, że na pewnym odcinku przewodu o stałych parametrach geometrycznych znajduje się pewna ilość gęsto rozmieszczonych poborów wody (np. zasilanie w wodę osiedla domków jednorodzinnych). QpQp qwqw Q p – przepływ początkowy Q k – przepływ końcowy q w – rozbiór wody na długości odcinka L Q k = Q p - q w

5 Wprowadzenie: Przewód wydatkujący po drodze Dokładne obliczenie strat hydraulicznych przewodu wydatkującego wymagałoby więc liczenia każdego odcinka pomiędzy odbiorcami oddzielnie, ze względu na zmieniający się przepływ. W celu uproszczenia obliczeń wprowadzono pojęcie przepływu zastępczego Q z. Jest to taki obliczeniowy przepływ, który na pewnym odcinku L powodowałby takie same straty hydrauliczne jak rzeczywisty, stale malejący przepływ Q.

6 Przepływ obliczeniowy dla danego odcinka: Q obl = Q k + α ·q w Q k – przepływ na końcu odcinka, q w – rozbiór wody na całej długości odcinka, α – współczynnik, który mieści się w granicach od 0,5 do 0,577 (przyjmujemy 0,55) Tak więc zastępczy przepływ obliczeniowy może być obliczany przy pomocy zależności: Q obl = Q k q w

7 W celu sprawdzenia możliwości zagwarantowania dostawy wody w odpowiedniej ilości i odpowiednim ciśnieniu należy wyznaczyć przebieg linii ciśnień. Schemat wodociągu pompowego ze zbiornikiem przepływowym [Szpindor 1992] Zbiornik (wieża ciśnień)

8

9 Doprowadzenie wody do miejsc jej użytkowania (punktów rozbioru) odbywa się rurociągami, których przebieg dostosowany jest do układu komunikacyjnego. Przykład układu sieci wodociągowej [Szpindor 1992] : układ otwarty rozgałęziony mieszany pierścieniowo-promienisty (przebija)

10 Obliczenia hydrauliczne (przykład)

11 Układ hydrauliczny ZB - zbiornik A, B,... - węzły sieci, 100,... - długości odcinków [m], 35,... - rozbiory na długości odcinka [l·s -1 ], - dodatkowy punkt poboru wody - dodatkowy punkt poboru wody q C =25 l/s q G =35 l/s q J =125 l/s q 2 =10 l/sq 3 =20 l/s q 5 =10 l/sq 6 =35 l/s q 7 =10 l/s q 4 =20 l/s q 1 = 0

12 Zestawienie danych Węzeł D [mm] L [m] Przepływ [l·s -1 ] V [m·s -1 ] I [] Straty na długości h l Straty całkowite 1.1·h l Rzędna linii ciśnień m.n.p.m. QpQp QkQk qwqw Q obl Zb A A B B C A E E F F G G J

13 Określenie przepływów Q p i Q k Ilość wody wypływająca ze zbiornika musi pokryć zapotrzebowanie w całej sieci (sumujemy wszystkie q w ) Ilość wody wypływająca z węzła A do odcinka AB musi pokryć całe zapotrzebowanie w odnodze ABC (sumujemy q w w odnodze ABC) W węźle A znajduje się rozgałęzienie sieci. Z równania ciągłości strugi Q ZB =Q AB +Q AE wynika, że suma przepływów początkowych na odcinkach AB i AE musi się równać ilości wody dopływającej ze zbiornika do węzła A Q k = Q p - q w (205=215-10) gdy jest dodatkowy punkt poboru wody w węźle Q k początkowe dla odcinka następnego pomniejszamy o q w dodatkowe Q k końcowe dla odcinka poprzedniego jest Q p początkowym dla odcinka następnego (gdy nie ma dodatkowego punktu poboru wody)

14 Przepływ obliczeniowy Q obl Q obl = Q k q w

15 Dla każdego odcinka sieci ZB-A, A-B,.... należy dobrać średnicę przewodu tak, aby średnia prędkość przepływu wody w rurociągu była większa od 0.8 m/s (prędkość niezamulająca) i nie była większa niż 1.2 m/s (unikamy zbyt dużych prędkości ze względu na straty). Wykorzystujemy do tego celu nomogram Manninga, który pozwala nam dla danego przepływu obliczeniowego Q obl dobrać średnicę przewodu, określić średnią prędkość przepływu wody oraz odczytać spadek linii ciśnień (straty na długości). Szorstkość ścian przewodu wynosi n= UWAGA. Nie interpolujemy średnic rurociągu.

16 Nomogram do obliczania przepływu w rurociągach pracujących pod ciśnieniem wg wzoru Manninga przy n=0,0125 przykład odczytu Odczyt: średnica przewodu 600 mm, średnica przewodu 600 mm, średnia prędkość przepływu wody v=1.03 m·s -1, średnia prędkość przepływu wody v=1.03 m·s -1, spadek linii ciśnień I= 2.1. spadek linii ciśnień I= 2.1. przepływ obliczeniowy Q obl = 290 l·s -1 przepływ obliczeniowy Q obl = 290 l·s -1

17 Q obl = 290 l/s Dopuszczalne średnice rurociągu 650 mm, 600 mm. Wybieram 600. Średnic rurociągu nie interpolujemy. Średnia prędkość przepływu v= 1.03 m·s -1 (wartość interpolowana) Spadek linii ciśnień I=2.1

18 Różnica poziomów zwierciadeł wody na długości 1 m wynosi 2,1 mm. Obliczam spadek linii ciśnień. Obliczony spadek linii ciśnień odpowiada spadkowi I odczytanemu z nomogramu Manninga Dane:średnica przewodu D=0.60 m, przepływ Q= m 3 ·s -1, prędkość przepływu v=1.03 m·s -1, spadek linii ciśnień I=0.0021, współczynnik szorstkości n=

19 Węzeł D [mm] L [m] Przepływ [l·s -1 ] V [m·s -1 ] I [] Straty na długo ści h l Straty całk wite 1.1· h l Rzędna linii ciśnień m.n.p. m. QpQp QkQk qwqw Q obl Zb ,032,1 A A ,007,0 B B ,905,8 C A ,103,0 E E ,203,5 F F ,103,5 G G ,103,5 J Dobór średnicy odcinka przewodu Zaprojektowana średnica przewodu dla odcinka ZB-A wynosi 600mm. Średnica przewodu nie może wzrastać w miarę oddalania się od zbiornika; tutaj ZB-A-E-F-G-J mm

20 Obliczenie rzędnej linii ciśnień Węzeł D [mm] L [m] Przepływ [l/s] V [m/s]I [] Straty na długoś ci h l [m] Straty całkow ite 1.1·h l [m] Rzędna linii ciśnień m.n.p.m. QpQp QkQk qwqw Q obl Zb ,032,10,210,23 150,07 149,84 A A ,007,00,840,92 149,84 148,87 B B ,905,80,810,89 148,87 147,97 C A ,103,00,360,40 149,83 149,43 E E ,203,50,490,54 149,43 148,89 F F ,103,50,560,62 148,89 148,27 G G ,103,50,630,69 148,27 147,58 J Strata na długości = spadek linii ciśnień długość odcinka Strata całkowita (strata na długości + straty miejscowe). Straty miejscowe przyjmujemy szacunkowo jako 10% strat na długości. Należy przyjąć rzędną zwierciadła wody w zbiorniku ZB. Rzędna linii ciśnień w węźle następnym jest mniejsza od poziomu zwierciadła wody w węźle poprzednim o wartość strat (149.83= ).

21 Wykres linii ciśnień Zb A B E F G J C

22 Interpretacja wyników Woda dostarczana będzie do wysokości wyznaczonej przez linię ciśnień. Przy takim wzajemnym położeniu zbiornika i bloku mieszkalnego woda będzie tylko do 6-7 piętra. W pozostałych mieszkaniach wody nie będzie.

23 Interpretacja wyników W celu zapewnienia wszystkim mieszkańcom wody można np.: - przeprojektować rurociąg tak aby zmniejszyć straty (zwiększyć średnicę przewodu), - zastosować rury z materiału o mniejszym współczynniku szorstkości/ wymienić przewody, - zwiększyć ciśnienie wody w przypadku zbiornika zamkniętego/zastosować hydrofory lub - podwyższyć zbiornik (zastosowano tutaj).

24 Schemat z wynikami: schemat: Edyta Kruk, II rok IŚ, rok akad. 2006/2007

25 Literatura: Czetwertyński E., Utrysko B., 1968, Hydraulika i hydromechanika, PWN, Warszawa Czetwertyński E., Utrysko B., 1968, Hydraulika i hydromechanika, PWN, Warszawa Szpindor A., 1992, Zaopatrzenie w wodę i kanalizacja wsi, Arkady, Warszawa Szpindor A., 1992, Zaopatrzenie w wodę i kanalizacja wsi, Arkady, Warszawa Szuster A., Utrysko B., 1986, Hydraulika i podstawy hydromechaniki, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa Szuster A., Utrysko B., 1986, Hydraulika i podstawy hydromechaniki, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa


Pobierz ppt "Przewód wydatkujący po drodze Obliczenia hydrauliczne materiał dydaktyczny - wersja 2.6 Kraków, maj 2007 Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra."

Podobne prezentacje


Reklamy Google