Magnus Persson och Linus Zhang Teknisk Vattenresurslära LTH DUGGA 2/TENTAMEN Vatten, VVR145 7 MAJ 2009, 08:00-10:30 (Dugga), 08:00-13:00 (Tentamen)

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Magnus Persson och Linus Zhang Teknisk Vattenresurslära LTH DUGGA 2/TENTAMEN Vatten, VVR145 7 MAJ 2009, 08:00-10:30 (Dugga), 08:00-13:00 (Tentamen)"

Axel Pålsson
för 5 år sedan
Visningar:

1 Magnus Persson och Linus Zhang Teknisk Vattenresurslära LTH DUGGA /TENTAMEN Vatten, VVR145 7 MAJ 009, 08:00-10:30 (Dugga), 08:00-13:00 (Tentamen) Tillåtna hjälpmedel: Kom ihåg: För samtliga uppgiter: Rättning: Lärobok, öreläsningsanteckningar Redovisa tydligt beräkningar, örutsättningar och beteckningar! Använd (om ej annat anges) ör vatten: ρ = kg/m 3, µ = 10-3 Pa s, g = 9.81 m/s. Duggaresultat redovisas under duggaseminariet. Betyg: Ges på basis av duggor/tentamen plus inlämningsuppgiter. För att kunna tillgodoräkna sig resultatet på en dugga måste man å minst 0 poäng. För mer detaljerad inormation se kursprogram. OBSERVERA! För samtliga uppgiter gäller öljande regler, öljs inte dessa görs poängavdrag! Alla lösningar skall vara tydliga och lätta att ölja. Stoppa gärna in en mening här och där och örklara hur du tänker. Svar måste innas på varje uppgit. Läs noga igenom uppgiterna och svara på det som eterrågas. Kontrollera dina svar och beräkningar, uppenbart orimliga svar (utan kommentar) samt svar utan enheter kommer att ge extra stora avdrag.

2 DUGGA (60 poäng) UPPGIFT 5 (10 p) Rita ut trycknivålinjen (= den piezometriska höjden) ör rörledningen nedan om trycket i punkten C är lika med atmosärstrycket. Tag hänsyn till lokala örluster vid rörinlopp och rörutlopp. P är pump och T är turbin. Rörets diameter och råhet är konstant över hela sträckan. Kom ihåg att bioga iguren vid inlämning! C T P

3 Uppgit 6 (10 p) En dagvattenledning som leder vatten rån ett nybyggt bostadsområde i Malmö ska dimensioneras så att den i genomsnitt översvämmas en gång vart emte år. Området är kvadratiskt, 300 x 300 m stort. Inom området är den längsta rörlängden 480 m och den längsta ytavrinningslängden är 30 m. I området är 60 % av ytorna hårdgjorda. a) Beräkna rördiametern som krävs om vattenhastigheten i röret är 1 m/s. IDF kurva inns nedan. Använd rationella metoden. b) Vad blir det dimensionerande lödet om man minskar andelen hårdgjorda ytor till hälten? c) Nämn två sätt att minska på andelen hårdgjorda ytor i området.

4 Uppgit 7 (30 p) Behandlat avloppsvatten pumpas med en pump rån en reservoar (vattenytan på nivån +3 m) till en sjö (vattenytan på nivån +7 m), via en 3 km lång ledning, se ovan. Ledningen har ett rektangulärt tvärsnitt, Arean = 0,4 0,6 m, och en ekvivalent sandråhet, k s = 4,8 mm. Pumpens karakteristika ges i tabellen nedan. Vattnets viskositet kan sättas till ν = m /s. Försumma lokala örluster. a) Vad är lödet i ledningen? b) För att öka lödet i ledningen planeras att installera ytterligare en pump parallellt med den beintliga (enligt markering i igur). Den nya pumpen har samma karakteristika som den beintliga. Vilken lödesökning kan örväntas? Den beintliga (samt nya) pumpens karakteristika: H P (m) 15 13,5 11,5 7,5,5 Q (m 3 /s) 0 0,05 0,10 0,15 0,0 UPPGIFT 8 (10 poäng) Vatten strömmar i den horisontella rörledningen nedan. Om kavitation observeras vid kontraktionen i B (D=50 mm), vad är lödet? Försumma alla energiörluster. Pångtryck = 3 kpa, Patmosär = 100 kpa.

5 LÖSNINGAR 5 C T P 6 a) Koncentrationstiden bestäms till 30/0, /1 = 780 s = 13 min. Ur id kurvan erhålls regnintensiteten (i) 148,7 l/(s ha). Dimensionerande löde 9 * 0,6 * 0,1487 = 0,807 m 3 /s. Rördiametern kan beräknas enligt (4*Q dim /pi) 0,5 vilket blir 1,1 m. b) Qdim = 9 * 0,6 * 0,1487 = 0,4014 m 3 /s ger D = 0,715 m c) Iniltrera takavrinning, öka andel permeabla ytor. 7 a) Energiekvationen rån reservoar till sjö: (p 1 = p = 0, z 1 = z = 0) 3 + H P = 7 + h H P = 4 + h H Syst = 4 + h h = L 4 R H Q ga = 3000 Q g 0.4 = 5530 Q H Syst = Q (A = = 0.4 m, P = = m R H = A/P = 0.1 m) Reynolds tal samt Relativa råheten ger riktionsaktorn,, genom Moodys diagram. Re = V (4 R H )/ν = Q (4 R H )/(ν A) = Q (4 0.1)/( ) = 10 6 Q

6 K s /(4 R H ) = /(4 0.1) = 0.01 Förhållandet sammanattas i en tabell: Q (m 3 /s) Re H Syst (m) Plott av H P och H Syst Skärningspunkt ger Q = 143 l/s Svar: Q = 143 l/s b) Plott av pumpkurva ör två parallellkopplade pumpar enligt horisontell addition i iguren ger Q = 188 l/s, dvs lödesökningen blir = 45 l/s. Svar: Q ökningen är 45 l/s

7 8 Pitot-röret ger totala energin ör det strömmande vattnet, H = 3 H O. Relativa trycket i kontraktionen blir = - 97 kpa. Således har vi (enligt B.E. mellan Pitot-röret och B): p V + + z = 3 ρ g g Sätter vi z = 0 genom rörmitt så har vi: V = {g ( /ρg) } 0.5 = 15.9 (m/s), Q = V A = 15.9 π 0.05 = 31. (l/s). Svar: Q = 31, l/s.

Relevanta dokument

Magnus Persson, Linus Zhang Teknisk Vattenresurslära LTH TENTAMEN Vatten VVR145 4 maj 2012, 8:00-10:30 (del 2) 8-13:00 (del 1+2)

Magnus Persson, Linus Zhang Teknisk Vattenresurslära LTH TENTAMEN Vatten VVR145 4 maj 2012, 8:00-10:30 (del 2) 8-13:00 (del 1+2) Tillåtna hjälpmedel: Kom ihåg: För samtliga uppgifter: Lärobok, föreläsningsanteckningar,