- •Курсовой проект
- •«Гидрогазодинамика»
- •«Гидромеханический расчет трубо- и воздухопроводов»
- •I.Трубопровод технологической воды
- •II. Внутрицеховой воздухопровод
- •1. Трубопровод технологической воды.
- •1) Расчет потребителя q1.
- •2) Расчет потребителя q2.
- •3)Расчет потребителя .
- •Расчет внутрицехового воздухопровода:
- •5.Расчет третьего потребителя. Расчет участка 4-6
- •4.Расчет участка 6-7
- •7.Расчет четвертого потребителя. Расчет участка 6-8
1. Трубопровод технологической воды.
Для трубопровода заданы конфигурации и протяженности, обеспечивающие подачу технологической воды к потребителю. Требуется определить:
оптимальные диаметры отдельных участков трубопровода;
параметры воды у потребителей (давление, температура);
относительные потери давления от входа в трубопровод до соответствующего потребителя;
«гидравлический уклон» от входа трубопровод до соответствующего потребителя;
мощность, расходуемую на транспортировку воды к соответствующему потребителю (мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивлений).
ПРИМЕЧАНИЕ:
внутренний диаметр трубопровода принимать по ГОСТу (кратным 5 мм);
колено выполнить с поворотом потока на 90 (R=(2-4)dвн);
в качестве запорных органов использовать «нормальные задвижки»;
тройники (угольники) скомпоновать с насадкой;
падение температуры по длине трубопровода принять равным 2С на 100м длины (0,02С на 1м);
кинематическую вязкость воды определить по формуле Пуазеля для средней температуры воды на участке;
соотношения расходов воды у потребителя:
Q1=0,34*Q3
Q2=0,44*Q3
Таблица №1.Потребитель
№п/п |
Расчетные величины |
Порядковый номер участка или элемента | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | ||
1 |
Характеристики участка или элемента трубопровода |
задвижка |
прямолинейный |
тройник |
прямолинейный |
задвижка |
2 |
Расход воды на участке |
44,5/0.012361 |
44,5/0,012361 |
44,5/0,012361 |
8,5 /0,00236 |
8,5 /0,00236 |
3 |
Параметры воды на входе на участок Рвх; МПа/tвх; °С |
0,76/64 |
0,7594/64 |
0,7450/60 |
0,7441/60 |
0,6952/56 |
4 |
Длина участка Li |
- |
200 |
- |
200 |
- |
5 |
Температура на выходе tвых °С |
64 |
60 |
60 |
56 |
56 |
6 |
Внутренний диаметр трубопровода на участке d’вн/dвн, м |
0,1255/0,120 |
0,1255/0,120 |
0,1255/0,120 |
0,055/0,05 |
0,055/0,05 |
7 |
Средняя скорость воды на участке Vср; м |
1,0934 |
1,0934 |
1,0934 |
1,2025 |
1,2025 |
8 |
Кинематическая вязкость воды по средней температуре v10-7 м2/с |
4,382 |
4,519 |
4,6629 |
4,813 |
4,9717 |
9 |
Число РейнольдсаRe105 |
2,994 |
2,903 |
2,814 |
1,249 |
1,2095 |
10 |
Коэффициент гидравлического или местного сопротивления ; |
1,0 |
0,0144 |
1,5 |
0,0169 |
1,0 |
11 |
Потери давления на участке или элемента трубопровода Рпот, Па |
597,76 |
14356,25 |
896,64 |
48858 |
723,05 |
12 |
Давление на выходе из участка или элемента трубопровода Рвых, Мпа |
0,7594 |
0,7450 |
0,7441 |
0,6952 |
0,6945 |
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Q3, м/ч |
р0, МПа |
t0, С |
Li, м |
25 |
0,76 |
64 |
200 |
1) Расчет потребителя q1.
Расход воды на участке:
Q1 = 0,34Q3 = 0,3425= 8,5м3/ч = 0,00236м3/с
Q2 = 0,44Q3 = 0,4425 =11м3/ч = 0,00306м3/с
Общий расход воды:
Q0 = Q1+ Q2+ Q3= 8,5 + 11 + 25 = 44,5м3/ч = 0,012361м3/с
Расчет задвижки:
Расход воды:Q0 = 44,5м3/ч = 0,012361м3/с
Параметры воды на выходе:
Р0 = 0,76 МПа, t0 = tвх1 = 64С
Температура воды на выходе:
tвых= tвх1 = 64С
Внутренний диаметр трубопровода:
, где – средняя скорость воды в трубопроводе.
По ГОСТу принимаю оптимальный внутренний диаметр
dвн1= 0,120 м =120мм
Пересчитываю среднюю скорость воды на этом участке:
Кинетическая вязкость воды по средней температуре, где
По формуле Пуазеля:
Число Рейнольдса:
Коэффициент местного сопротивления:
зад = 1,0
Потери давления:
Давление на выходе:
Расчет прямолинейного участка:
Расход воды:
Q0 = 44,5м3/ч = 0,012361м3/с
Параметры воды на входе:
рвх2 = рвых1 = 0,7594[МПа]
tвх2 = tвых1 = 64С
Температура воды на выходе:
tпотерь2 = Li 0,02 = 2000,02 = 4С
tвых2=tвх2 - tпотерь2 = 64 – 4 = 60С
Внутренний диаметр трубопровода:
, где – средняя скорость воды в трубопроводе.
м
По ГОСТу принимаю оптимальный внутренний диаметр
dвн2 = 0,120 м = 120 мм
Пересчитываю среднюю скорость воды на этом участке:
Кинематическая вязкость воды по средней температуре, где
По формуле Пуазеля:
Число Рейнольдса:
Коэффициент гидравлического сопротивления:
Потери давления:
Давление на выходе:
Расчет тройника:
Расход воды:
Q0 = 44,5м3/ч = 0,012361м3/с
Параметры воды на входе:
рвх3 = рвых2 = 0,7450[МПа]
tвх3 =tвых2 = 60С
Температура воды на выходе: tвых3 =tвх3 = 60С
Внутренний диаметр трубопровода:
, где – средняя скорость воды в трубопроводе.
м
По ГОСТу принимаю оптимальный внутренний диаметр
dвн3=0,120 м = 120 мм
Пересчитываю среднюю скорость воды на этом участке:
Кинематическая вязкость воды по средней температуре, где
По формуле Пуазеля:
Число Рейнольдса:
Коэффициент местного сопротивления: тр. = 1,5
Потери давления:
Давление на выходе:
Расчет прямолинейного участка:
Расход воды: Q1 = 8,5м3/ч = 0,00236м3/с
Параметры воды на входе:
рвх4 = рвых3 = 0,7441[МПа]
tвх4 =tвых3 = 60С
Температура воды на выходе:
tпотерь4 = Li 0,02 = 2000,02 = 4С
tвых4 = tвх4 - tпотерь4= 60 – 4 = 56С
Внутренний диаметр трубопровода:
, где – средняя скорость воды в трубопроводе.
м = 55 мм
По ГОСТу принимаю оптимальный внутренний диаметр
dвн4= 0,050 м = 50 мм
Пересчитываю среднюю скорость воды на этом участке:
Кинематическая вязкость воды по средней температуре, где
По формуле Пуазеля:
Число Рейнольдса:
Коэффициент гидравлического сопротивления:
Потери давления:
Давление на выходе:
Расчет задвижки:
Расход воды: Q1 = 8,5м3/ч = 0,00236м3/с
Параметры воды на входе:
рвх5 = рвых4 = 0,69524[МПа]
tвх5 =tвых4 = 56С
Температура воды на выходе:
tвых5 =tвх5 = 56С
Внутренний диаметр трубопровода:
, где – средняя скорость воды в трубопроводе.
м
По ГОСТу принимаю оптимальный внутренний диаметр
dвн5= 0,050 м = 50 мм
Пересчитываю среднюю скорость воды на этом участке:
Кинематическая вязкость воды по средней температуре, где
По формуле Пуазеля:
Число Рейнольдса:
Потери давления:
Коэффициент местного сопротивления: зад. = 1,0
Давление на выходе:
Таблица №2. Потребитель Q2
№ п/п |
Расчетные величины |
Порядковый номер участка или элемента | |||||||
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | ||
1 |
Характеристика участка или элемента трубопровода |
прямолинейный |
колено |
Прямолинейный |
колено |
прямолинейный |
тройник |
прямолинейный |
задвижка |
2 |
Расход воды на участке |
36/0,01 |
36/0,01 |
36/0,01 |
36/0,01 |
36/0,01 |
36/0,01 |
11/0,00306 |
11/0,00306 |
3 |
Параметры воды на входе на участок Рвх; МПа./tвх; ОС |
0,7441/ 60 |
0,7366/ 58 |
0,7363/ 58 |
0,7288/ 56 |
0,7285/ 56 |
0,7209/ 54 |
0,7201/ 54 |
0,6869/ 50 |
4 |
Длина участка Li |
100 |
0 |
100 |
0 |
100 |
- |
200 |
- |
5 |
Температура на выходе tвых; ОС |
58 |
58 |
56 |
56 |
54 |
54 |
50 |
50 |
6 |
Внутренний диаметр трубопровода на участке d,вн/dвн м. |
0,1113/ 0,110 |
0,1113/ 0,110 |
0,1113/ 0,110 |
0,1113/ 0,110 |
0,1113/ 0,110 |
0,1113/ 0,110 |
0,062/0,06 |
0,062/0,06 |
7 |
Средняя скорость воды на участке Vср; м |
1,053 |
1,053 |
1,053 |
1,053 |
1,053 |
1,053 |
1,083 |
1,083 |
8 |
Кинематическая вязкость воды по средней температуре v∙10-7 м2/с |
4,737 |
4,813 |
4,892 |
4,972 |
5,0539 |
5,138 |
5,313 |
5,498 |
9 |
Число Рейнольдца Re∙105 |
2,445 |
2,407 |
2,368 |
2,3296 |
2,292 |
2,254 |
1,223 |
1,182 |
10 |
Коэффициент гидравлического или местного сопротивления λ; ξ; |
0,014878 |
0,56 |
0,01497 |
0,56 |
0,015 |
1,5 |
0,01696 |
1,0 |
11 |
Потери давления на участке или элемента трубопровода Рпот; ПА |
7498,6 |
310,47 |
7544,94 |
310,47 |
7560,06 |
831,6 |
33153,7 |
586,44 |
12 |
Давление на выходе из участка или элемента трубопровода Рвых; МПа |
0,7366 |
0,7363 |
0,7288 |
0,7285 |
0,7209 |
0,7201 |
0,6869 |
0,6863 |
РпотерьQ2=∙100%=7,6%
i=∙100%=2,95%
NтрQ2=0,01(=343,8Вт=0,3438+0,1714= 0,5152 кВт.