Гидравлический расчет трубопровода. 2

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждения высшего  профессионального образования

«Волгоградский  государственный технический университет»

Факультет химико-технологический

Кафедра ПАХП 
 

Курсовая  работа

Устройство  и основы расчета технологического трубопровода 
 
 

Выполнила студентка группы ХТ-345

______________ Рафекова  Г.Г.

Проверила доцент кафедры ПАХП, к. т. Н.

____________ Шибитова  Н.В.

Курсовая  работа защищена

с оценкой _______________ 
 
 
 

Волгоград 2011 

Задание 

       1) Перекачиваемая жидкость – диэтиловый  эфир, температура 26 °C

       2) В таблицах 1 и 2 представлены данные для расчета технологического трубопровода

Таблица 1 – Давление в технологическом трубопроводе.

 
 
 
 

Таблица 2 – Параметры технологического трубопровода.

 

3) На рисунке 1 изображена схема технологического трубопровода

Рисунок 1 – Схема технологического трубопровода

Содержание

Введение. 5

1. Гидравлический расчет трубопровода 6

1.1. Определение площади живого сечения потока. 6

1.2 Определение объемного расхода жидкости 6

1.3 Расчет скорости потока на втором участке трубопровода 7

Сводим полученные данные в таблицу. 8

2. Определение величины требуемого напора 8

2.1 Определение статической составляющей напора 8

2.2 Определение общих потерей напора на участках трубопровода 9

2.2.1 Определение линейных потерь напора. 9

2.2.2 Расчет потерь напора в трубопроводе 13

2.2.3 Определение линейной составляющей напора 16

2.2.4 Определение требуемого напора 16

2.3 Построение кривой напора 17

Заключение 18 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

     Технологическими трубопроводами называются такие трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируют сырье, полупродукты и готовые продукты, отработанные реагенты, воду, топливо и другие материалы, обеспечивающие ведение технологического процесса.

      С помощью технологических трубопроводов на химических предприятиях перемещают продукты как между отдельными аппаратами в пределах одного цеха или технологической установки, так и между технологическими установками и отдельными цехами, подают исходное сырье из хранилищ или транспортируют готовую продукцию к месту ее хранения.

     На предприятиях химической промышленности технологические трубопроводы являются неотъемлемой частью технологического оборудования. Затраты на их сооружение в отдельных случаях могут достигать 30% от стоимости всего предприятия. На некоторых химических заводах протяженность трубопроводов измеряется десятками и даже сотнями километров. Бесперебойная работа технологических установок и химического предприятия в целом, качество выпускаемой продукции и безопасные условия работы технологического оборудования в значительной степени зависят от того, насколько грамотно спроектированы и эксплуатируются трубопроводы и на каком уровне поддерживается их исправное состояние.

  Применяемые в химической технологии и транспортируемые по трубопроводам сырьевые материалы  и продукты обладают различными физико-химическими  свойствами. Они могут находиться в жидком, пластичном, газо- или парообразном состоянии, в виде эмульсий, суспензий  или газированных жидкостей. Температура  этих сред может находиться в пределах от низких минусовых до чрезвычайно  высоких, давление — от глубокого  вакуума до десятков атмосфер. Эти  среды могут быть нейтральными, кислыми, щелочными, горючими и взрывоопасными, вредными для здоровья и экологически опасными.

1. Гидравлический  расчет трубопровода

1.1. Определение  площади живого сечения потока.

                                                               (1)

       , где S – площадь живого сечения, м²;d–диаметр трубы, м.

,

  м².

,

  м².

1.2 Определение объемного расхода жидкости

                                                                             (2)

       , где v – скорость потока жидкости, ,.

Объемный  расход жидкости на первом участке трубопровода. 

,

,

,

,

,

. 

Сводим  полученные данные в таблицу.

Таблица 3 – Объемный расход жидкости на первом участке трубопровода.

 

1.3 Расчет  скорости потока на втором  участке трубопровода

Воспользуемся уравнением неразрывности:

                                               (3) 
 

,

,

,

,

,

. 

Сводим  полученные данные в таблицу.

Таблица 4 – Скорости движения жидкости на первом и втором участках трубопровода.

 

2. Определение величины требуемого напора

                               (4)

       , где z₁ и z₂ – высота трубопровода на первом и втором участках, соответственно, м; p₁ и p₂ – давление в трубопроводе на первом и втором участках, соответственно, Па; – общие потери напора, м; ρ – плотность жидкости, кг/м³. 

2.1 Определение  статической составляющей напора

       ;                               (5)

         где L_A и L_B – длины первого и второго участков трубопровода, соответственно, м.

       Для диэтилового эфира при температуре 26 °C плотность равна 706,5 кг/м³[3, стр. 495, табл. IV].

,

= –1962000Па,

м,

  м. 

2.2 Определение общих потерей напора  на участках трубопровода

         ;                                                 (6)

       где – линейные потери напора; – местные потери напора. 

2.2.1 Определение  линейных потерь напора.

       ;                                                      (7)

         где –коэффициент трения.

       a) Определение значений критерия Рейнольдса Re.

       ;                                                         (8)

         где µ - динамический коэффициент  вязкости, Па·с.

       Для диэтилового эфира при температуре 26 °C динамический коэффициент вязкости равен 0,2292·10^-3 Па·с [3 , стр. 499, табл. IX].

       Для первого участка: 
 
 
 
 
 
 
 

       Для второго участка: 
 
 
 
 
 
 
 

Сводим  полученные данные в таблицу. 

Таблица 5 – Значения критериев Рейнольдса для первого участка трубопровода.

 

Таблица 6 – Значения критериев Рейнольдса для второго участка трубопровода.

       б) Расчет относительной и абсолютной шероховатости для первого и  второго участков трубопровода.

                                                                          (9)

       , где е – относительная шероховатость трубы, Δ – абсолютная шероховатость трубы, мм.

       Для первого участка трубопровода (стальная труба с большими отложениями) абсолютная шероховатость равна 0,5 мм. [2, стр.14, табл.].

       Для второго участка трубопровода (новая  стальная труба) абсолютная шероховатость  равна 0,06 мм. [2, стр.14, табл.]. 
 

       в)Расчет коэффициентов трения.

                                             (10) 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Сводим полученные данные в таблицы. 

Таблица 7 – Значения коэффициентов трения для первого участка трубопровода.

Таблица 8 – Значения коэффициентов трения для второго участка трубопровода.

 

2.2.2 Расчет потерь напора в трубопроводе

    _{;                                                                     (11)}

_где  скорость течения жидкости на участке трубопровода, м/с; коэффициент трения; сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке цепи.

В таблице 9 приведены значения коэффициентов сопротивления 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 9 – Коэффициенты местных сопротивлений

 

На первом участке:

_,

_{На  втором участке}

       Сводим  полученные данные в таблицы

Таблица 10 – Значения потерь напора на первом участке

 

Таблица 11 – Значения потерь напора на втором участке

 
 
 

2.2.3 Определение линейной составляющей напора

                                                      (12)

, где α₁ и α₂–коэффициент Кориолиса, для турбулентного режима течения равный 1,1. 

м,

м,

м,

м,

м,

м.

Сводим  полученные данные в таблицу.

Таблица 12 – Значения линейных составляющих напора.

 

2.2.4 Определение требуемого напора

                                                   (13)

, где H_ст – статическая составляющая напора, м; H_ск – линейная составляющая напора, м; - суммарные потери напора, м. 

м,

м,

м,

м,

м,

  м. 

2.3 Построение кривой напора

Таблица 13 – Значения требуемого напора.

 

 

Заключение

    В результате выполнения данной курсовой работы были выполнены ее основные задачи. Было выполнено задание по гидравлическому расчету технологического трубопровода, построена кривая требуемого напора для технологического трубопровода, определен способ перемещения жидкости по трубопроводу для заданного расхода и выполнен подбор насоса для перекачивания по трубопроводу жидкости с заданным расходом.

 

 

Список  использованной литературы.

1. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971-784 с.
2. Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский.Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-ое издание, переработанное и дополненное. М.: Химия, 1991-496 с.
3. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, 9-е издание, переработанное и дополненное. Под ред. П.Г. Романкова. Л.: Химия, 1981-560 с.