регистрация / вход

Гидравлика трубопроводных систем

Содержание Введение Задание Расчет сложного трубопровода Расчет дополнительного контура Список используемой литературы Введение Простым трубопроводом называют трубопровод без ответвлений.

Содержание

Введение

Задание

Расчет сложного трубопровода

Расчет дополнительного контура

Список используемой литературы


Введение

Простым трубопроводом называют трубопровод без ответвлений.

Сложный трубопровод в общем случае представляет собой совокупность последовательных, параллельных соединений простых трубопроводов и их разветвлений.

Разветвленным трубопроводом называется совокупность нескольких простых трубопроводов, имеющих одно общее сечение – место разветвления (или смыкания) труб. Жидкость движется по трубопроводу в результате того, что его энергия в начале трубопровода больше, чем в конце.

Одной из основных задач по расчету разветвленного трубопровода является следующая: известен потребный напор в узловом сечении А, все размеры ветвей, давления в конечных сечениях и все местные сопротивления; определить расход в сечении А и расходы в отдельных трубопроводах. Возможны и другие варианты постановки задачи, решаемой с помощью системы уравнений и кривых потребного напора.

Расчет сложных трубопроводов часто выполняется графоаналитическим способом, т. е. с применением кривых потребного напора или характеристик трубопроводов. Характеристикой трубопровода называется зависимость гидравлических потерь в трубопроводе от расхода


Задание

Определить расходы воды в ветвях разветвленного трубопровода (без дополнительного контура), напоры в узловых точках А, Б, В и диаметр участка 8 при следующих исходных данных:

1. Напор жидкости на выходе из насоса, Н=60, м.

2. Подача насоса Q=60, л/c.

3. Длина участков трубопроводов

, , , , ,

, , , , , , , , км.

4. Диаметр участков трубопровода

, , , , , , , , , , м.

5. Геометрическая высота конечного сечения участков трубопровода

, , , м.

6. Давление на выходе из участков трубопровода

, , , МПа.

Каким должен быть напор насоса дополнительного контура, если трубопровод 1 закрыт, движение воды происходит по дополнительному контуру, расходы воды в трубопроводах 3, 5, 6 остались прежними?

При расчете принять расходы воды , температуру воды, равной 80 (), эквивалентную шероховатость трубопроводовм и коэффициент сопротивления задвижки . кроме задвижек, указанных на схеме сети, на каждые 200 м трубопроводов в среднем установлено по одному сальниковому компенсатору и сварному колену с суммарным коэффициентом сопротивления .


1. Расчет сложного трубопровода

1. Разбиваем сложный трубопровод на 8 простых трубопроводов.

2. Для трубопровода 1 определяем скорость движения жидкости ,число , отношение , значение комплекса

.

м/c;

;

;

.

3. По значению комплекса устанавливаем область сопротивления. При

- квадратичная зона сопротивления.

4. По формуле определяем коэффициент потерь на трение .

.


5. Находим суммарный коэффициент местных потерь в трубопроводе 1. . Значение округляем до ближайшего целого значения.

;

.

6. Определяем гидравлические потери в трубопроводе 1

.

7. Напор жидкости в узловой точке А находим как

м.

8. Рассчитываем и строим кривые потребного напора трубопроводов 3, 5,6

.

Методика расчета представлена в таблице 1.

Таблица 1 Расчет кривых потребного напора трубопроводов 3, 5, 6

Наименование величины

Расчетная формула

Числовое значение

1. Расход жидкости ,

Принимаем

0

5×10-3

10×10-3

15×10-3

20×10-3

2. Скорость движения жидкости ,

0

0,28

0,57

0,85

1,13

3. Число Рейнольдса

0

116068

234246

349315

464384

4. Относительная шероховатость

5. Комплекс

0

38,7

77,3

116,3

154,6

6. Область сопротивления

-

-

Докв.

Кв.

Кв.

Кв.

7. Коэффициент потерь на трение

0

0,028

0,026

0,026

0,026

8. Суммарный коэффициент местных потерь,

в трубопроводе 3

в трубопроводе 5

в трубопроводе 6

-

3,5

-

3,5

-

3,5

9. Гидравлические потери, м

в трубопроводе 3

в трубопроводе 5

в трубопроводе 6

0

0,35

1,358

2,86

5,3

0

0,27

1,06

2,25

4,18

0

0,23

0,91

1,95

3,61

10. Потребный напор, м

в трубопроводе 3

в трубопроводе 5

в трубопроводе 6

48,59

48,94

49,94

51,44

53,88

45,19

45,46

46,25

47,44

49,37

47,04

47,27

47,95

48,99

50,65

9. Рассчитываем и строим характеристики трубопроводов 2 и 4 по той же методике (пункты 1 – 9 таблицы 1).

Таблица 2 Расчет характеристики трубопровода 4

Наименование величины

Расчетная формула

Числовое значение

1. Расход жидкости ,

Принимаем

10×10-3

20×10-3

30×10-3

40×10-3

2. Скорость движения жидкости ,

0,30

0,59

0,89

1,19

3. Число Рейнольдса

170137

334603

504740

674877

4. Относительная шероховатость

5. Комплекс

411

809,7

1221,5

1633

6. Область сопротивления

Докв.

Кв.

Кв.

Кв.

7. Коэффициент потерь на трение

переходная область

0,025

квадратичная область

0,024

0,024

0,024

8. Суммарный коэффициент местных потерь ,

в трубопроводе 4

4,5

4,5

4,5

4,5

9. Гидравлические потери , м

в трубопроводе 4

0,35

1,37

3,11

5,56

Таблица 3 Расчет характеристики трубопровода 2

Наименование величины

Расчетная формула

Числовое значение

1. Расход жидкости ,

Принимаем

15×10-3

30×10-3

45×10-3

60×10-3

2. Скорость движения жидкости ,

0,43

0,86

1,29

1,72

3. Число Рейнольдса

248575

497151

745726

994361

4. Относительная шероховатость

5. Комплекс

589

1178

1767

2356

6. Область сопротивления

-

Кв.

Кв.

Кв.

Кв.

7. Коэффициент потерь на трение

квадратичная область

0,024

0,024

0,024

0,024

8. Суммарный коэффициент местных потерь , в трубопроводе 2

6,5

6,5

6,5

6,5

9. Гидравлические потери , м

в трубопроводе 2

0,81

3,25

7,31

13,0


10. Строим кривую потребного напора разветвленного участка, состоящего из трубопроводов 5 и 6. Для этого суммируем абсциссы кривых потребного напора (расходы ) трубопроводов 5 и 6 при одинаковых ординатах (напорах ).

11. Строим кривую потребного напора для участка, состоящего из трубопроводов 4, 5 и 6 путем сложения ординат характеристики трубопровода 4 (гидравлические потери ) и кривой потребного напора разветвленного участка трубопроводов 5 и 6 (потребных напоров ) при одинаковых абсциссах (расходы ).

12. Строим кривую потребного напора для участка, состоящего из трубопроводов 3, 4, 5 и 6. С этой целью суммируем абсциссы кривых потребного напора (расходы ) трубопровода 3 и разветвленного участка трубопроводов 4, 5 и 6 при одинаковых ординатах (напорах ).

13. Строим суммарную кривую потребного напора разветвленного участка, состоящего из трубопроводов 2, 3, 4, 5 и 6 путем сложения ординат характеристики трубопровода 2 (гидравлические потери ) и кривой потребного напора разветвленного участка трубопроводов 3, 4, 5 и 6 (потребных напоров ) при одинаковых абсциссах (расходы ).

14. По определенному ранее напору жидкости в узловой точке А с помощью суммарной кривой потребного напора определяем расход жидкости в трубопроводе 2.

Напоры жидкости в узловых точках Б и В и расходы в отдельных трубопроводах рассматриваемого разветвленного участка определяем с помощью кривых потребных напоров соответствующих трубопроводов.

м; .

м; ; .

м; ; .


15. Находим расход жидкости в параллельно соединенных трубопроводах 7 и 8.

;

16. Рассчитываем гидравлические потери в трубопроводе 7.

Для трубопровода 7 определяем скорость движения жидкости ,число , отношение ,значение комплекса .

;

;

;

.

По значению комплекса устанавливаем область сопротивления. При =1049 > 500 - квадратичная зона сопротивления.

По формуле определяем коэффициент потерь на трение .

.


Определяем суммарный коэффициент местных потерь в трубопроводе 7. Значение округляем до ближайшего целого значения.

;

.

Определяем гидравлические потери в трубопроводе 7

м.

17. Определяем суммарный коэффициент местных потерь в трубопроводе 8. Значение округляем до ближайшего целого значения.

;

.

18. Из этого уравнения находим диаметр методом последовательных приближений: принимаем в первом приближении м, тогда

, , , , .

м.

Т. к. принимаем во втором приближении по ГОСТ 28338-89 м.

Определяем скорость движения жидкости ,число , отношение , значение комплекса .

;

;

;

;

По значению комплекса устанавливаем область сопротивления. При > 500 - доквадратичная зона сопротивления.

По формуле определяем коэффициент потерь на трение .

;

Определяем гидравлические потери в трубопроводе 8

м.

Принимаем окончательно м.


2. Расчет дополнительного контура

1. Разбиваем сложный трубопровод на 5 простых трубопроводов.

2. Рассчитываем и строим характеристики трубопроводов 9, 10, 11, 12 и 13.

Методика расчёта представлена в таблицах 4 (для трубопровода 9), 5 (для трубопровода 10), 6 (для трубопроводов 11 и 13) и 7 (для трубопровода 12).

Таблица 4 Расчет характеристики трубопровода 9

Наименование величины

Расчетная формула

Числовое значение

1. Расход жидкости ,

Принимаем

10×10-3

20×10-3

30×10-3

40×10-3

2. Скорость движения жидкости ,

0,19

0,38

0,57

0,76

3. Число Рейнольдса

134822

269644

404466

539288

4. Относительная шероховатость

5. Комплекс

260

521

781

1041

6. Область сопротивления

Докв.

Кв.

Кв.

Кв.

7. Коэффициент потерь на трение

переходная область

0,024

квадратичная область

0,023

0,023

0,023

8. Суммарный коэффициент местных потерь

в трубопроводе 9

36,5

36,5

36,5

36,5

9. Гидравлические потери , м

в трубопроводе 9

0,92

3,53

7,96

14,15


Таблица 5 Расчет характеристики трубопровода 10

Наименование величины

Расчетная формула

Числовое значение

1. Расход жидкости ,

Принимаем

10×10-3

20×10-3

30×10-3

40×10-3

2. Скорость движения жидкости ,

0,13

0,26

0,39

0,51

3. Число Рейнольдса

112192

224384

336575

440137

4. Относительная шероховатость

5. Комплекс

178

356

534

699

6. Область сопротивления

Докв.

Докв.

Кв.

Кв.

7. Коэффициент потерь на трение

переходная область

0,024

0,024

квадратичная область

0,022

0,022

8. Суммарный коэффициент местных потерь

в трубопроводе 10

42,5

42,5

42,5

42,5

9. Гидравлические потери , м

в трубопроводе 10

0,397

1,589

3,3

5,65

Таблица 6 Расчет характеристики трубопроводов 11 и 13

Наименование величины

Расчетная формула

Числовое значение

1. Расход жидкости ,

Принимаем

10×10-3

20×10-3

30×10-3

40×10-3

2. Скорость движения жидкости ,

0,3

0,59

0,89

1,19

3. Число Рейнольдса

170137

334603

504740

674877

4. Относительная шероховатость

5. Комплекс

411

808

1219

1630

6. Область сопротивления

Докв.

Кв.

Кв.

Кв.

7. Коэффициент потерь на трение

переходная область

0,025

квадратичная область

0,024

0,024

0,024

8. Суммарный коэффициент местных потерь,

в трубопроводе 11

в трубопроводе 13

35

26

9. Гидравлические потери , м

в трубопроводе 11

в трубопроводе 13

2,65

9,88

22,49

40,22

1,94

7,25

16,51

29,52

Таблица 7 Расчет характеристики трубопровода 12

Наименование величины

Расчетная формула

Числовое значение

1. Расход жидкости ,

Принимаем

10×10-3

20×10-3

30×10-3

40×10-3

2. Скорость движения жидкости ,

0,29

0,57

0,86

1,14

3. Число Рейнольдса

167644

329507

497151

659014

4. Относительная шероховатость

5. Комплекс

397

781

1178

1562

6. Область сопротивления

Докв.

Кв.

Кв.

Кв.

7. Коэффициент потерь на трение

переходная область

0,025

квадратичная область

0,024

0,024

0,024

8. Суммарный коэффициент местных потерь,

в трубопроводе 12

29

29

29

29

9. Гидравлические потери , м в трубопроводе 12

2,05

7,64

17,4

30,58


3. Для участка состоящего из трубопроводов 9 и 10, строим кривую гидравлических потерь путем сложения ординат характеристик трубопроводов 9 и 10 (гидравлические потери ) при одинаковых абсциссах (расходы ).

4. Для участка состоящего из трубопроводов 9, 10 и 11, строим кривую гидравлических потерь. С этой целью суммируем абсциссы кривых гидравлических потерь (расходы ) трубопровода 11 и участка трубопроводов 9 и 10 при одинаковых ординатах (напорах).

5. Для участка состоящего из трубопроводов 12 и 13, строим кривую гидравлических потерь путем сложения абсцисс характеристик трубопроводов 12 и 13 (расходы ) при одинаковых ординатах (гидравлические потери ).

6. Находим гидравлические потери в дополнительном контуре.

м.

7.;

м.


Список используемой литературы

1. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. – М.: Машиностроение, 1982. – 423с.

2. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию/ И.В. Белянкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов и др.; Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. – Энергоатомиздат, 1988. – 376 с.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий