Politechnika Wrocławska Instytut Geotechniki i Hydrotechniki
Wydział Budownictwa Zakład Budownictwa
Lądowego i Wodnego Wodnego i Geodezji
Zadanie domowe nr 1
 Obliczenia rurociągu
poziom wody w zbiorniku
wyrównawczym (Rpw)
zbiornik wyrównawczy
2
L2 (1-2)
(przewód tłoczny) L3 (2-3)
poziom terenu
(linia zielona)
L4 (3-4)
1
3
4
rozgałęzienie
Rzw - rzędna zwierciadła wody przewodu
zakład
pompa
sieć rozdzielcza produkcyjny
L1
(przewód ssący)
L5 (3-5)
5
0
budowa
kosz ssawny z
zaworem zwrotnym
(smok)
Rok Akademicki 2010/2011 ---------- -------------------
Semestr zimowy Nr indeksu ------
Obliczenia wykonane zostały na podstawie danych zawartych w arkuszu Excel o nazwie:
Ćwiczenia_PN_N_C1.xlsx:
dł dł dł dł dł
Rzw R3 R4 R5 Qz Qb vmax p4/ł p5/ł ps/ł
odcinka odcinka odcinka odcinka odcinka
[m npm] [m npm] [m npm] [m npm] [dm3/s] [dm3/s] [m/s] [m] [m] [m]
L1 [m] L2 [m] L3 [m] L4 [m] L5 [m]
80 250 2000 750 1100 35 155 190 174 110 65 1,2 13 22 -8
Przyjęte założenia:
1. Temperatura wody płynącej w rurociągu wynosi 20�C, st ąd kinematyczny współczynnik lepkości

przyjęto: 10


2. Przyspieszenie ziemskie =9,981
3. Gęstość wody (dla uproszczenia) przyjęto 1000

1. Obliczenia rozpoczynam od odcinka 5-3:
" obliczam średnicę przewodu 5-3 ze wzoru:

= " " ,
= H" 0,2626 = 262,6
" ,
przyjmuję rurę PE100 SDR17 o parametrach =315 ; =18,7
=315-2"18,7=277,6 =0,2776
" obliczam prędkość rzeczywistą w przewodzie:
4 4"0,065
= = H" 1,074

" 2 "0,27762
" przyjmuję szorstkość przewodu H"0,007 odpowiednią dla przyjętego materiału  PE
" obliczam szorstkość względną przewodu:

= H" , H"2,53"10
,
" obliczam wartość liczby Reynoldsa:
= " = , " , =297032H"3"10

" wyznaczam wartość współczynnika strat na długości  z uproszczonego wzoru Waldena:

= -2 , + 0,134 ł' H" 0,0143
,
" /
" obliczam wielkość strat na długości:


= H"0,0143" " , H"3,33
, " .
" obliczam wysokość ciśnienia w punkcie 3:

= 5+ + - 3H"174+22+3,33-155=44,33

2. Obliczenia na odcinku 4-3:
" obliczam średnicę przewodu 4-3 ze wzoru:
" ,
= " = H" 0,3416 = 341,6
" ,
przyjmuję rurę PE100 SDR17 o parametrach =400 ; =23,7
=400-2"23,7=352,6 =0,3526
" obliczam prędkość rzeczywistą w przewodzie:
4 4"0,110
= = H" 1,127

" 2 "0,35262
" przyjmuję szorstkość przewodu H"0,007 odpowiednią dla przyjętego materiału  PE
1
" obliczam szorstkość względną przewodu:

= H" , H"1,99"10
,
" obliczam wartość liczby Reynoldsa:
= " = , " , =398438H"4"10

" wyznaczam wartość współczynnika strat na długości  z uproszczonego wzoru Waldena:

= -2 , + 0,134 ł' H" 0,0137
,
" /
" obliczam wielkość strat na długości:


= H"0,0137" " , H"1,87
, " .
" obliczam wysokość ciśnienia w punkcie 3:

= 4+ + - 3H"190+13+1,87-155=49,87

1+2. Podsumowanie punktów 1 i 2
" aby zapewnić minimalne wymagane wartości ciśnienia w punktach 4 i 5 przyjmuję wyższą z
wartości obliczonych na odcinku 5-3 oraz 4-3, czyli =49,87 .

" obliczam rzeczywistą wysokość ciśnienia w punkcie 5:
= 3+ - - 5H"155+49,87-3,33-174=27,54


3. Obliczenia na odcinku 3-2
" obliczam całkowity wydatek:

= + =65+110=175 =0,175

" obliczam średnicę przewodu 3-2 ze wzoru:
" ,
= " = H" 0,4309 = 430,9
" ,
przyjmuję rurę PE100 SDR17 o parametrach =500 ; =29,7
=500-2"29,7=440,6 =0,4406
" obliczam prędkość rzeczywistą w przewodzie:
4 4"0,175
= = H" 1,148

" 2 "0,44062
" przyjmuję szorstkość przewodu H"0,007 odpowiednią dla przyjętego materiału  PE
" obliczam szorstkość względną przewodu:

= H" , H"1,59"10
,
" obliczam wartość liczby Reynoldsa:
= " = , " , =506690H"5"10

" wyznaczam wartość współczynnika strat na długości  z uproszczonego wzoru Waldena:

= -2 , + 0,134 ł' H" 0,0130
,
" /
" obliczam wielkość strat na długości:


= H"0,0130" " , H"3,96
, " .
" obliczam rzędną zwierciadła wody (rzędną linii ciśnienia) w zbiorniku wyrównawczym:

= = 3+ + + H"155+49,87+3,96+ , =208,90
" ,
4. Odcinek 0-1; obliczam wysokość posadowienia osi pompy
" przyjmuję takie same wielkości , , , , , , jak w pkt. 3.
" obliczam stratę na długości:



= H"0,0130" " , H"0,16
, " ,
2
" określam współczynniki strat lokalnych na podstawie skryptu:
- przyjęto dla kosza ssawnego z zaworem zwrotnym =10,
- dla załamania rury pod kątem prostym =0,98
" obliczam straty lokalne:
,


= +3" H" 10+3"0,98 H"0,87
" ,
" obliczam sumę strat:


= + H"0,16+0,87=1,03
" wyznaczam rzędną osi pompy:

= - + + H"35- -8+1,03+ , H"41,90
" ,
5. Odcinek 1-2; obliczam ciśnienie tłoczenia
" przyjmuję takie same wielkości , , , , , , jak w pkt. 3.
" obliczam stratę na długości:


= H"0,0130" " , H"0,50
, " ,
" obliczam wysokość ciśnienia tłoczenia:

ł
= + - - H"208,90+0,50-41,90- , H"167,43
" ,
" obliczam ciśnienie tłoczenia:
ł H"167,43"1000=167430 =167,43
3