- •Министерство образования и науки
- •Содержание
- •1 Общие методические указания
- •1.2 Цель и объем курсовой работы
- •1.2 Общие требования к оформлению расчётно-пояснительной записки
- •1.3 Задание на курсовую работу
- •2 Методика расчёта
- •2.1 Расчёт коэффициентов сопротивления
- •2.1.1 Расчёт коэффициента гидравлического трения
- •2.1.2 Расчёт коэффициентов местных сопротивлений
- •2.2 Методика расчёта трубопровода с параллельным соединением
- •3 Пример1 — Расчёт сложного водопровода с пароводяным подогревателем
- •3.1 Задание
- •3.2 Решение
- •3.2.1 Расчёт суммарных потерь давления в предположении квадратичного закона сопротивления
- •3.2.2 Уточнённый расчёт
- •3.2.3 Построение линий полного и статического давлений
- •3.3 Выводы
- •Список использованных источников
- •Приложение а (обязательное)
- •Расчётно-пояснительная записка
- •200_ Приложение б
- •Физические свойства некоторых теплоносителей
- •Приложение в
- •Характеристики теплообменников [4]
- •Приложение г
- •Варианты заданий на курсовую работу
2.2 Методика расчёта трубопровода с параллельным соединением
Сложными трубопроводами называют разомкнутые или замкнутые сети, часто с уравнительными резервуарами, тешюобменными или другими аппаратами. Характерной особенностью сложного трубопровода является наличие разветвлённых и параллельных участков. Гидравлический расчёт таких сетей с учётом меняющегося во времени расхода в соответствии с производственными требованиями эксплуатации той или иной системы представляет очень сложную задачу, такие расчёты рассматриваются в специальных курсах (водоснабжение, вентиляция, отопление и др.).
Из всех возможных схем сложных трубопроводов в данной работе рассматривается параллельное соединение - случай, когда трубопровод в некоторой точке разветвляется на несколько труб, которые затем вновь соединяются в одной точке; массовый расход G0 общего трубопровода до деления и после объединения труб, очевидно, один и тот же . Для упрощения расчётов рассматриваем изотермическое течение несжимаемой жидкости (газа).
Основной задачей при расчёте трубопровода с параллельным соединением является определение расходов G1,G2...Gn в параллельных ветвях трубопровода и перепада давления между точками разветвления и соединения труб дрг (последнее необходимо для расчёта мощности насоса или вентилятора), если известны общий расход G0 и конструктивные характеристики трубопроводов.
Суммарные потери давления при движении жидкости (газа) для каждой параллельной ветви одинаковы и складываются из потерь давления на трение Δртр и потерь на местные сопротивления
, (36)
где — плотность жидкости;
и — длина и диаметр -го участка трубопровода;
— коэффициент гидравлического трения -го участка трубопровода;
— средняя скорость в -ом сечении трубопровода;
— коэффициент местного сопротивления;
— число участков трубопровода одинакового диаметра;
т — число местных сопротивлений.
Если скорость в соответствующих сечениях трубопровода выразить через массовый расход , который для каждой ветви постоянен, то уравнение (36) для первой ветви с учетом
и
запишется в виде:
(37)
где
.
Аналогично можно записать потери давления для других ветвей
. (38)
Так получаются п уравнений (по числу веток трубопровода). Но в этих уравнениях число неизвестных равняется п + 1: это искомые расходы и потерянное давление ΔрΣ. Следовательно, система (38) должна быть дополнена ещё одним уравнением. Таким недостающим уравнением будет уравнение расходов:
. (39)
Решая совместно систему (38) с (37), выражаем расходы во всех ветвях через расход в первой ветви G1: .
(40)
Делая подстановку в уравнение (39), получим
.
Откуда расход в первой ветви
После этого из (40) можно определить последовательно расходы в других ветвях
.
Потерянное давление определяем по одному из уравнений системы (38)
.
Приведённое решение предполагает. квадратичный закон сопротивлений, когда потери не зависят от числа Рейнольдса.
Для проверки этого предположения определяются числа Rе для каждого трубопровода по формуле
, (41)
где ν и μ — кинематическая и динамическая вязкости (μ=νρ).
По найденным числам Рейнольдса уточняются все коэффициенты гидравлического трения λ'i, коэффициенты местных сопротивлений ζ'j и по ним уточняются значения коэффициентов С'1,C'2...С'n. Повторяя расчёт аналогично указанному выше, но при уточнённых коэффициентах С'1,С'2...С'n определяется уточнённый массовый расход для первой ветви
а затем через него для остальных ветвей и т. д.
При необходимости можно внести дальнейшее уточнение повторным аналогичным расчётом.
Потерянное давление между точками разветвления и соединения труб
.
После определения потерь давления определяется мощность насоса, необходимая для прокачки жидкости, по формуле
(42)
где - к. п. д. насоса.