Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Расчет гидравлической системы

Содержание

Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Определение внутренних диаметров трубопроводов АВ, ВС и ВD при

условии, что Q_BC= Q_BD = 0,5Q_AB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

Составление уравнения характеристик трубопроводов АВ, ВС и ВD и

построение этих характеристик. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Регулирование гидравлической системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Составление уравнения и построение характеристики регулирующего

трубопровода ВС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Построение суммарной характеристики гидравлической системы. . . . . . . . . .15
Определение напора насоса при отключении трубопровода ВD на ремонт. . .16
Определение величины утечки в случае разрыва уплотнения в

трубопроводе АВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Определение времени слива резервуаров 4 и 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Определение параметров пара на срезе сопла клапана теплообменного

аппарата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Выводы по курсовой работе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Исходные данные

Q_AB	Z_A	l_AB	P_c	t₁	S_та2	d_c	P*	T*
л/с	м	м	кПа	°С	с²/ м⁵	мм	МПа	К
16	4	70	50	18	12*10⁴	18	0,44	520

Необходимые данные для расчета:

– эквивалентная шероховатость трубопроводов АВ, ВС и ВD и сливного трубопровода: мм;

– КПД насоса: ;

– показатель адиабаты:

– газовая постоянная: Дж/(кг·К)

Описание расчетной схемы

Очищенная вода через теплообменные аппараты 2 и 3, в которых они подогреваются до t₂ и t₃, подается насосом 1 в деаэраторы 4 и 5 для дальнейшей обработки, откуда вода направляется в технологический цикл.

Регулирование работы системы осуществляется регулирующими органами, установленными на трубопроводах АВ, ВС, ВD.

Расчетная схема

1 – насос;

2, 3 – теплообменные аппараты;

4, 5 – технологические установки.

1. Определение внутренних диаметров трубопроводов АВ, ВС И ВD при условии, что Q_BC = Q_BD = 0,5Q_AB

Для удобства изображаю расчетную схему в таком виде:

Внутренний диаметр определяем по формуле

Принимаем скорость воды во всех трубопроводах равной =2 м/с.

; м.

Так как полученный диаметр не является стандартным, обращаемся к таблице и выбираем ближайший диаметр по ГОСТ 8371-58 «Трубы стальные бесшовные»:

d_н, мм	δ, мм
114	4

; м

Таким же способом определяем внутренний диаметр трубопроводов ВС и ВD

; м.

d_н, мм	δ, мм
83	3,5

Выписываем полученные диаметры:

;

По выбранным диаметрам уточняем скорость в трубопроводах АВ, ВС и ВD

; м/с

2. Составление уравнения характеристик трубопроводов АВ, ВС и ВD и построение этих характеристик

Характеристикой трубопровода называется графическая зависимость напора в начале трубопровода от проходящего по этому проводу расхода.

Для построения характеристик трубопроводов составляем уравнения этих характеристик

– статическая высота;

– комплекс сопротивления сети;

; с²/м⁵

– коэффициент гидравлического трения.

с²/м⁵

Для определения необходимо вычислить значение критерия Рейнольдса

– кинематическая вязкость воды.

Для определения кинематической вязкости воды, необходимо знать абсолютную вязкость воды, которая определяется по следующей формуле

; Па·с

где – плотность воды.

; Па·с

Находим коэффициент гидравлического трения

Зная абсолютную вязкость , определяем кинематическую вязкость воды

; м²

Зная , определяем и записываем уравнение характеристики трубопровода АВ в виде

Таким же образом составляем уравнения характеристик трубопроводов ВС и ВD.

с²/м⁵

;

с²/м⁵

м²

– уравнение характеристики трубопровода ВС.

Аналогично получаем уравнение характеристики трубопровода ВD.

кПа

с²/ м⁵

;

с²/ м⁵

м²

; с²/ м⁵

с²/ м⁵

– уравнение характеристики трубопровода ВD.

Для построения характеристик трубопроводов АВ, ВС и ВD по полученным уравнениям составляем соответствующие таблицы.

Трубопровод АВ:

№ –
№ –	м³/с	м⁶/с²	м	м
1	0	0	0,000	4,000
2	4	16	0,263	4,263
3	8	64	1,054	5,054
4	12	144	2,371	6,371
5	16	256	4,216	8,216

Трубопровод ВС:

№ –
№ –	м³/с	м⁶/с²	м	м
1	0	0	0,000	10,097
2	2	4	1,045	11,142
3	4	16	4,181	14,278
4	6	36	9,407	19,504
5	8	64	16,723	26,820

Трубопровод ВD:

№ –
№ –	м³/с	м⁶/с²	м	м
1	0	0	0,000	11,116
2	2	4	1,256	12,372
3	4	16	5,022	16,138
4	6	36	11,300	22,416
5	8	64	20,089	31,205

Характеристики трубопроводов АВ, ВС и ВD

3. Регулирование гидравлической системы

Для того, что бы получить равенство расходов (Q_BC= Q_BD) необходимо, чтобы характеристики трубопроводов ВС и ВD пересекались в одной точке, соответствующей расходу (Q_BC = Q_BD), л/с.

Т.к. на BD регулирующий клапан полностью открыт и трубопроводы полностью подобраны, то единственный способ для достижения равенства расходов в этих трубопроводах заключается в том, чтобы увеличить сопротивление линии ВС, для этого необходимо прикрыть регулирующий клапан на линии ВС таким образом, чтобы характеристика трубопровода ВС стала круче и пересекалась с характеристикой трубопровода BD в точке соответствующей 0,5Q_AB.

; м

– потери напора в регулирующем органе.

; м

– коэффициент потерь регулирующего органа

Определяем мощность, которая затрачивается в регулирующем органе

; кВт

4. Составление уравнения и построение характеристики регулирующего трубопровода ВС

Определяем

; с²/ м⁵

– уравнение дроссельной характеристики ВС.

Для построения характеристики регулирующего трубопровода ВС по полученному уравнению можно составить таблицу

№ –
№ –	м³/с	м⁶/с²	м	м
1	0	0	0,000	10,097
2	2	4	1,358	11,455
3	4	16	5,431	15,528
4	6	36	12,219	22,316
5	8	64	21,723	31,820

По точкам строится характеристика ВС.

Построение характеристики ВС

5. Построение суммарной характеристики гидравлической системы

Соединение трубопроводов бывает следующих типов: последовательное, параллельное, разветвленное и др.

Анализ предложенной расчетной схемы показывает, что трубопроводы ВС и ВD подключены как разветвленные трубопроводы, а трубопровод АВ подключен к трубопроводам ВС и ВD последовательно.

Определяем напор насоса Н_А

; м

Определяем потребляемую насосом мощность

; кВт

Исходя из свойств последовательного и параллельного соединения трубопроводов АВ, ВС И ВD, складывая их характеристики, выполняем построение суммарной характеристики гидравлической системы.

Суммарная характеристика гидравлической системы

6. Определение напора насоса при отключении трубопровода ВD на ремонт

Для определения напора насоса необходимо составить новое уравнение характеристики трубопровода ВС, сложить ее с характеристикой трубопровода АВ и найти Н_насоса

с²/ м⁵

; с²/ м⁵

с²/ м⁵

; м/с

м/с

Определяем критерий Рейнольдса

Зная критерий Рельнольдса можно определить и и

– уравнение характеристики трубопровода ВС´ при условии Q_BC= Q_АВ.

Для построения характеристики трубопровода ВС´, при условии, что Q_BC = Q_АВ, по полученному уравнению составляем таблицу

№ –
№ –	м³/с	м⁶/с²	м	м
1	0	0	0,000	10,097
2	2	4	0,996	11,093
3	4	16	3,983	14,080
4	6	36	8,961	19,058
5	8	64	15,931	26,028

По точкам строим характеристику трубопровода ВС´.

Так как эти характеристики соединены последовательно, то можно сложить их по вертикали

; м

Определяем потребляемую насосом мощность

; кВт

Суммарная характеристика ВС´ и АВ

7. Определение величины утечки в случае разрыва уплотнения в трубопроводе АВ

Количество воды, вытекающей через неплотность равно

; л/с

л/с

– количество жидкости, которое выливается из неплотности;

– площадь, через которую выливается вода.

мм²

мм

– ширина неплотности;

– наружный диаметр трубопровода АВ;

; Па

Па

; Па

Па

; м

8. Определение времени слива резервуаров 4 и 5

Исходные данные

;