Выбор главной магистрали

Курсовая работа

«Гидравлический расчет трубопровода»

Выполнил: студент гр.III-2

Лашин А.О.

Проверил: Виноградов В.Л.

Иваново 2008

Содержание:

стр.

Введение………………………………….……………………………………..3

1. Выбор и расчет участков главной магистрали.

1.1 Выбор главной магистрали..............................................................4

1.2 Расчет участка № 4…………………………………………………5

1.3 Расчет участка № 3………………………………………………....8

1.4 Расчет теплообменника………………………………………........10

1.5 Расчет участка № 2………………………………………………....11

1. Расчет ответвлений……………………………………………………..13

2.1 Расчет участка №7………………………………………………….14

2.2 Расчет участка №5………………………………………………….17

2.3 Расчет участка №6………………………………………………….20

2.4 Расчет всасывающего участка……………………………………..23

1. Расчет мощности на валу насоса………………………………………26

Заключение……………………………………………………………………...27

Приложение……………………………………………………………………..28

Список литературы

Введение.

Гидрогазодинамика или механика жидкостей и газа, - это наука о движении жидкостей и газов. Гидрогазодинамика изучает законы движения жидкостей и газов и на этой основе выявляет условия их взаимодействия с обтекаемыми твёрдыми телами или с твёрдыми поверхностями, ограничивающими движущуюся среду.

В данной курсовой работе рассматривается взаимодействие жидкости с твёрдой поверхностью, ограничивающей движущую среду, - расчёт трубопровода.

Трубопроводы делятся на прстые, разветвлённые (тупиковые) и кольцевые (замкнутые). Кроме того различают трубопроводы, транспортирующие несжимаемые и сжимаемые жидкости. В их расчётах имеются существенные различия.

В настоящей работе представлен расчёт разветвлённого трубопровода, по которому транспортируется несжимаемая жидкость.

Задаёмся средним гидравлическим уклоном на магистралях i=0.01 и вычисляем ориентировочные значения требуемых давлений в начале трубопровода. Так как расчёт ориентировочный, то влиянием местных сопротивлений на участках пренебрегаем, а плотность воды везде принимаем одинаковой.

Для направления к потребителю 1.

Для направления к потребителю 2.

Для направления к потребителю 3.

Т.о. образом главная магистраль к потребителю 1.

Расчет участков главной магистрали..

1.2. Расчет участка № 4.

Целью данного расчета является определение падения давления на 4-ом участке водопровода.

Зададимся оптимальной скоростью движения воды в трубопроводе. Т.к. на участке задан расход на потребителе 1, равный Q_I = 35 л/с, то по таблице 9 из (1) выбираем скорость, равную U = 1.314 м/с

Определим диаметр трубы по формуле:

(1.1)

где:

U – скорость движения воды в трубопроводе (м/с)

Q – расход теплоносителя

Таким образом, получаем:

По ГОСТ 8732-70 из [1] примем наружный диаметр трубы , толщиной

δ = 0,005(м)

Внутренний диаметр трубы найдем по формуле:

(1.2)

Фактическую скорость на 4-ом участке найдём по формуле:

, получаем (1.3)

м/с.

Найдем число Рейнольдса по формуле:

, (1.4)

где - коэффициент кинематической вязкости воды при температуре 60°С из табл.2 [1]

Для стальных умеренно заржавленных труб по табл. 8 [1] принимаем

Предельные числа Рейнольса рассчитаем по формулам:

(1.5)

(1.6)

,зона гидравлически шероховатого течения.

Коэффициент жидкостного трения (табл. 11 [1]) найдем по формуле Шифринсона:

(1.7)

Сумму местных сопротивлений на 4-ом участке определим по формуле:

, (1.8)

где:

- количество поворотов трубопровода на (на данном участке = 0)

- коэффициент сопротивления поворота на (для всех участков = 0,5)

- количество тройников на участке трубопровода (на данном участке = 1)

- коэффициент сопротивления тройника

- количество задвижек на участке трубопровода (на данном участке = 1)

- коэффициент сопротивления открытой задвижки (для всех участков = 0,1)

Для нахождения :

(Нахождение d₃ см. расчет участка №3)

По таблице 17 из (1) имеем

Таким образом, получим:

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Удельные потери энергии:

Давление на конце участка:

Падение давления напора на участке определим по формуле:

,где (1.9)

, (1.10)

где:

- высота начала участка (м)

- высота конца участка (м)

, (1.11)

где:

g-ускорение свободного падения, (g = 9,81 (м/ ))

l- длина участка трубопровода, согласно варианту задания, на 7-ом участке составляет 300 м

Получаем:

С помощью данной формулы определяем зависимость между падением напора и расходом. Результаты расчёта сводим в таблицу.

Таблица «Зависимость между падением напора и расходом на четвертом участке»

Q,м /c		0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1
h,м		4,310	5,239	6,788	8,957	11,745	15,153	19,180	23,827	29,094	34,981

По полученной зависимости строим характеристику сети для четвертого участка. См. приложение 1.

Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 4го участка: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения, эквивалентная и приведенная длины участка, удельные потери энергии.

1.3. Расчет участка № 3

Целью данного расчета является определение падения давления на 3-ем участке водопровода.

Зададимся оптимальонй скоростью U = 1.35 м/с

Определим диаметр трубы по формуле (1.1),

где:

Q – расход теплоносителя, который, согласно варианту задания, на 3-ем участке составляет 105(л/с) или 0,105()

Таким образом, получаем:

По ГОСТ 8732-70 из [1] примем наружный диаметр трубы , толщиной

δ = 0,01(м)

Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):

Фактическую скорость на 3-ем участке найдём по формуле (1.3):

м/с.

Найдем число Рейнольдса по формуле (1.4):

Для стальных умеренно заржавленных труб по табл. 8 [1] принимаем

Предельные числа Рейнольса рассчитаем по формулам: (1.5) и (1.6):

,зона гидравлически шероховатого течения.

Коэффициент жидкостного трения (табл. 11 [1]) найдем по формуле (1.7):

Сумму местных сопротивлений на 6-ом участке определим по формуле (1.8):

Таким образом, получим:

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Удельные потери энергии:

Давление на конце участка:

Падение давления напора на участке определим по формуле (1.9), в которой В определим по формуле (1.11),

где:

Расчет будет сделан далее по ходу курсового проекта.

Получаем следующее выражение:

С помощью формулы определяем зависимость между падением напора и расходом на третьем участке. Результаты расчёта сводим в таблицу.

Таблица «Зависимость между падением напора и расходом на третьем участке и теплообменнике»

Q,м /с		0.01	0.02	0.03	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.09	0,1
h,м	-1	-0,894	-0,578	-0,050	0,689	1,639	2,800	4,172	5,756	7,550	9,556

По полученной зависимости строим характеристику сети для третьего участка. См. приложение 1.

Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 3-го участка: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения, приведенная и эквивалентная длины участка, удельные потери энергии. Была получена и построена зависимость между падением давления от расхода.

1.4. Расчет теплообменника.

Давление на конце участка:

Падение давления напора в теплообменнике определяется по формуле:

, (1.12)

где:

- потеря напора в теплообменнике, по заданию = 7 м

Таким образом, получаем с учетом расхода:

Вывод: на данном этапе расчета водопровода был определен коэффициент потери напора

1.5. Расчет участка № 2.

Целью данного расчета является определение падения давления на 2-ом участке водопровода.

Зададимся скоростью движения воды в трубопроводе Примем скорость U=1,15(м/с)

Определим диаметр трубы по формуле (1.1),

где:

Q – расход теплоносителя, который, согласно варианту задания, на 2-ом участке составляет 105(л/с) или 0,105()

Таким образом, получаем:

По ГОСТ 8732-70 из [1] примем наружный диаметр трубы , толщиной

δ = 0,01(м)

Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):

Фактическую скорость на 2-ом участке найдём по формуле (1.3):

м/с.

Найдем число Рейнольдса по формуле (1.4):

Для стальных умеренно заржавленных труб по табл. 8 [1] принимаем

Предельные числа Рейнольса рассчитаем по формулам: (1.5) и (1.6):

,зона гидравлически шероховатого течения.

Коэффициент жидкостного трения (табл. 11 [1]) найдем по формуле (1.7):

Сумму местных сопротивлений на 2-ом участке определим по формуле (1.8):

Таким образом, получим:

, где

- сопротивление обратного клапана, выбирается по таблице 15 из (1)

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Удельные потери энергии:

Давление на конце участка:

Падение давления напора на участке определим по формуле (1.9).

Получаем:

С помощью данной формулы определяем зависимость между падением напора и расходом. Результаты расчёта сводим в таблицу.

Таблица 1.1 «Зависимость между падением напора и расходом на втором участке»

Q,м /c		0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1
h,м	-0,5	-0,495	-0,482	-0,460	-0,428	-0,388	-0,339	-0,280	-0,213	-0,137	-0,052

Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 2-го участка: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения, эквивалентная и приведенная длины участка, удельные потери энергии.

Дата добавления: 2015-06-27