Гидравлика трубопроводных систем

Одной из основных задач по расчету разветвленного трубопровода является следующая: известен потребный напор в узловом сечении А, все размеры ветвей,

Гидравлика трубопроводных систем

Контрольная работа

Физика

Другие контрольные работы по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией

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 величиныРасчетная формулаЧисловое значение1. Расход жидкости , Принимаем05×10-310×10-315×10-320×10-32. Скорость движения жидкости , 00,280,570,851,133. Число Рейнольдса01160682342463493154643844. Относительная шероховатость5. Комплекс 038,777,3116,3154,66. Область сопротивления--Докв.Кв.Кв.Кв.7. Коэффициент потерь на трение 00,0280,0260,0260,026

8. Суммарный коэффициент местных потерь,

в трубопроводе 3

в трубопроводе 5

в трубопроводе 6-3,5-3,5-3,59. Гидравлические потери, м

в трубопроводе 3

в трубопроводе 5

в трубопроводе 600,351,3582,865,300,271,062,254,1800,230,911,953,6110. Потребный напор, м

в трубопроводе 3

в трубопроводе 5

в трубопроводе 648,5948,9449,9451,4453,8845,1945,4646,2547,4449,3747,0447,2747,9548,9950,65

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 величиныРасчетная формулаЧисловое значение1. Расход жидкости , Принимаем10×10-320×10-330×10-340×10-32. Скорость движения жидкости , 0,300,590,891,193. Число Рейнольдса1701373346035047406748774. Относительная шероховатость5. Комплекс 411809,71221,516336. Область сопротивленияДокв.Кв.Кв.Кв.7. Коэффициент потерь на трение

переходная область0,025

квадратичная область0,0240,0240,0248. Суммарный коэффициент местных потерь ,

в трубопроводе 4

4,54,54,54,59. Гидравлические потери , м

в трубопроводе 40,351,373,115,56

Таблица 3 Расчет характеристики трубопровода 2

Наименование величиныРасчетная формулаЧисловое значение1. Расход жидкости , Принимаем15×10-330×10-345×10-360×10-32. Скорость движения жидкости , 0,430,861,291,723. Число Рейнольдса2485754971517457269943614. Относительная шероховатость5. Комплекс 5891178176723566. Область сопротивления-Кв.Кв.Кв.Кв.7. Коэффициент потерь на трение

квадратичная область0,0240,0240,0240,0248. Суммарный коэффициент местных потерь , в трубопроводе 26,56,56,56,59. Гидравлические потери , м

в трубопроводе 20,813,257,3113,0

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

Похожие работы

1 2 >