Расчёт ответвлений

Трубопровод имеет одно сложное ответвление к потребителям II и III. Средние гидравлические уклоны на направлениях c-II и c-III:

Т.к. i_c-III < i_c-II, то главной магистралью ответвления является направление c-III. Его и рассчитываем первым.

2.1. Расчет участка № 7.

Расчет ведем по второму варианту.

Допустимые потери энергии на участке:

Задаемся

Задаемся

Таким образом, получаем допустимый диаметр:

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 7-ом участке найдём по формуле (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) и (1.6):

,зона гидравлически шероховатого течения.

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

Сумму местных сопротивлений на 7-ом участке определим по формуле (1.8):

Таким образом, получим:

, где из таблицы 16 по отношению

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Погрешность:

Т.к. погрешность больше 5%, то производим пересчет, задавшись

Тогда:

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

δ = 0,005(м)

Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):

Т.к. выбранная труба совпадает с ранее принимавшейся, то и окончательные значения совпадут с принятыми во втором приближении. Поэтому проверку можно не проводить.

Фактические потери энергии на участке:

Давление в конце участка:

Определим по формуле (1.11).

С помощью полученных данных найдём значение падения напора на участке:

Сделав преобразования в этой формуле, получаем следующую зависимость:

Результаты сведем в таблицу

.

«Зависимость падения давления от расхода на 7-ом участке»

Q()		0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08
(м)	-3	-2,098	0,607	5,117	11,430	19,546	29,467	41,191	54,719

Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 7-гоучастка и теплообменника: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения. Была получена и построена зависимость между падением давления от расхода.

2.2. Расчет участка № 5.

Расчет ведем по второму варианту.

Допустимые потери энергии на участке:

Задаемся

Задаемся

Таким образом, получаем допустимый диаметр:

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 5-ом участке найдём по формуле (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) и (1.6):

,зона гидравлически шероховатого течения.

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

Сумму местных сопротивлений на 5-ом участке определим по формуле (1.8):

Таким образом, получим:

, где из таблицы 16 по отношению

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Погрешность:

Т.к. погрешность больше 5%, то производим пересчет, задавшись

Тогда:

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

δ = 0,01(м)

Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):

Т.к. выбранная труба совпадает с ранее принимавшейся, то и окончательные значения совпадут с принятыми во втором приближении. Поэтому проверку можно не проводить.

Фактические потери энергии на участке:

Давление в конце участка:

(см. расчет участка №4)

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

Результаты сведем в таблицу

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

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		3,068	3,271	3,609	4,083	4,692	5,436	6,315	7,330	8,480	9,766

По полученной зависимости строим характеристику сети для 5-го участка

(см. приложение 1).

Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 5-го участка: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения. Была получена и построена зависимость между падением давления от расхода.

2.3. Расчет участка № 6.

Расчет ведем по второму варианту.

Допустимые потери энергии на участке:

Задаемся

Задаемся

Таким образом, получаем допустимый диаметр:

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 6-ом участке найдём по формуле (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) 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:

, где из таблицы 16 по отношению и соотношению

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Погрешность:

Т.к. погрешность больше 5%, то производим пересчет, задавшись

Тогда:

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 6-ом участке найдём по формуле (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) 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:

, где из таблицы 16 по отношению и соотношению

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Погрешность:

Погрешность менее 5%.

Фактические потери энергии на участке:

Давление в конце участка:

(см. расчет участка №7)

Определим по формуле (1.11).

С помощью полученных данных найдём значение падения напора на участке:

Сделав преобразования в этой формуле, получаем следующую зависимость:

Результаты сведем в таблицу

.«Зависимость падения давления от расхода на 6-ом участке»

Q()		0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08
(м)		2,395	3,579	5,554	8,318	11,872	16,216	21,350	27,273

Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 6-го участка: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения. Была получена и построена зависимость между падением давления от расхода.

2.4. Расчет участка № 1.

Целью данного расчета является определение падения давления на 1-ом участке водопровода.

Зададимся скоростью движения воды в трубопроводе из промежутка 0,3 – 0,5(м/с). Примем скорость U=0,5(м/с)

Определим диаметр трубы по формуле (1.1),

где:

Q – расход теплоносителя, который, согласно варианту задания, на 1-м участке составляет 105 л/с, или 0.105 м³/с

Таким образом, получаем:

По ГОСТ 5525-61 из [1] примем наружный диаметр трубы , толщиной

δ = 0,0174(м)

Внутренний диаметр трубы найдем по формуле (1.2):

Фактическую скорость на 1-ом участке найдём по формуле (1.3):

м/с.

Найдем число Рейнольдса по формуле (1.4),где - коэффициент кинематической вязкости воды при температуре 19 С из табл.2 [1]:

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

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

.

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

(1.13)

Сумму местных сопротивлений на 1-ом участке определим по формуле (1.8):

Таким образом, получим:

Эквивалентная длина участка:

Приведенная длина участка:

Удельные потери энергии:

Допустимое давление на всасывающем патрубке насоса:

Допустимая высота всасывания при атмосферном давлении 0.1 МПа:

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

где:

,

где:

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

Определим зависимость падения давления от расхода на 1-ом участке по формуле (1.9).

Результаты сведем в таблицу:

Таблица. «Зависимость падения давления от расхода на первом участке»

Q()		0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1
(м)		9,001	9,002	9,003	9,005	9,007	9,009	9,012	9,015	9,019

По полученной зависимости строим характеристику сети для 1-го участка

(см. приложение 1).

Вывод: на данном этапе расчета водопровода были определены следующие параметры 1-го участка: диаметр труб, скорость воды, критерий Рейнольдса, коэффициент местных сопротивлений и гидравлического трения. Была получена и построена зависимость между падением давления от расхода.

3. Мощность насоса.

Напор, развиваемый насосом:

Мощность на валу:

Заключение.

В ходе расчета курсового проекта были определены параметры разветвленного трубопровода, транспортирующего несжимаемую жидкость. Построены зависимости падения давления от расхода и по этим зависимостям был отрегулирован расход на потребителей.

Использованная литература:

1) Кулагин Ю.М., Капустина Т.М., Черкасский В.М. «Учебное пособие по гидравлическому расчету трубопроводов» Иваново 1976 г.

Дата добавления: 2015-06-27