Министерство  образования Республики Татарстан

Альметьевский государственный нефтяной институт

кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Курсовая  работа

По учебной  дисциплине

«Гидрогазодинамика» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                             

      Выполнил: студент

      группы  39-91 Пермяков М. 

      Принял: Антипов А.И.

                                  

                                                                                      

 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Альметьевск 2011 г

    Содержание 

                                                                                                                                    

1. Задание курсовой работы 2

 

2. Определение диаметра трубопровода 5

 

3. Определение необходимого действующего напора, расчет местных сопротивлений 7

 

4. Расчет  давлений и потерь на участках трубопровода 8

 

5. Изменение конструкции трубопровода, пересчет давлений и потерь на участках трубопровода 12

 

6. Вычисление  полного напора на концах каждого участка трубопровода  14

 

7. График  падения полного напора, определение эффективной мощности насоса 15

 

8. Заключение 16

 

9. Список  использованной литературы 17

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                               Задание на выполнение курсовой работы

     Произвести гидравлический расчет трубопровода по одному из вариантов задания по соответствующему профилю трассы, представленному на рисунке.

1. Подобрать диаметр трубопровода из числа приведенных в таблице 2 стандартных размеров с таким расчетом, чтобы средняя скорость течения жидкости была по возможности близкой к 1 м/с.
2. Определить требуемое давление в начальной точке и построить график падения напора в трубопроводе.
3. При наличии перевальных точек пересчитать начальное давление так, чтобы ни в одной точке трассы в трубопроводе не было вакуума (для трубопровода с жидким газом избыточное давление в каждой точке трассы должно быть не ниже 2,2 ат.)
4. Для снижения конечного давления до величины давления в приемном резервуаре следует на участке трубопровода за перевальной точкой применить вставку меньшего диаметра, определив графически ее длину.
5. Если требуемое начальное давление в трубопроводе окажется выше давления, предельно допустимого для данного насоса, применить вставку большего диаметра, рассчитать длину и указать наиболее целесообразное расположение ее на трассе.
6. Указать на трассе точки, соответствующие началу изменения нивелирных высот осевой линии трубопровода и величину избыточного давления в них.
7. Вычислить мощность, потребляемую электродвигателем насоса.

    Эквивалентную шероховатость стенок труб принять равной 0,14 мм во всех случаях, кроме трубопроводов с раствором поваренной соли, для которых эквивалентную шероховатость считать равной 0,6 мм.

Таблица 1

 
 
 
 
 

    Таблица 2

 

    Профиль трассы трубопровода с указанием  длин и нивелирных высот его участков

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Определим режим.

 
 
      
 
 
 

    Re_кр = 2300.

    d = 0.001875м= 1.875мм.

    Так как диаметр в 1.875 мм слишком мал, то Re>2300. Значит режим турбулентный.  

    По  заданному массовому расходу Q_m подберем требуемый диаметр трубопровода с учетом, что средняя скорость течения жидкости была близка к 1 м/с. 

    Q_m = ۹ * Q ,

 
 
 
 
 
 
 

    d = 0,088 м = 88 мм. 

    В таблице дан  динамический коэффициент  вязкости, а при расчетах требуется кинематический коэффициент  вязкости, найдем его по следующей формуле:

 
 
 
 
 

      Найдем число Рейнольдса, определяющее характер течения жидкости в трубопроводе: 

 
 
 
 
 
 
 
 

    Рассчитаем  коэффициент гидравлического трения.

 

∆ = 0.14мм = 0.14*10^-3 м – эквивалентная шероховатость.

 
 
 
 
 
 
 

 
 

      Требуется определить необходимый действующий напор  нагнетательной линии по заданной производительности (расходу). Составляем уравнение Бернулли  для всего протяжения трубопровода. Исходное сечение для составления уравнения Бернулли выберем в начале трубопровода. Конечное сечение выберем в конце нагнетательной линии у входа трубопровода в резервуар.  

 
 

    Давление  в начале трубопровода:

    P₁=P_ат= 10⁵ Па = 10⁵ *0.10197*10^-4 ат = 1.02 ат.

    Конечное  давление:

    P_к=P_ат + P_рез = 10⁵ +0.3*10⁵ Па = 1.3*10⁵ Па= 1.325 ат. 

    Так как начальная плоскость сравнения  находится на одном уровне с насосом, то z₁ =220м. 
 

    

      Величина скоростного напора      по сравнению с другими величинами является пренебрежимо малой, т.е. можно принимать в большинстве случаев, что

      
 
 
 

    Коэффициент Кориолиса: α = 1.0. 

 
 

    Рассчитаем все местные потери, встречающиеся в трубопроводе. 

      

           Коэффициент сопротивления при резком повороте трубы на угол α:

    ξ = ξ ₉₀*(1-cos α), где ξ ₉₀ – значение коэффициента сопротивления для угла 90⁰. Для ориентировочных расчетов будем принимать, что ξ ₉₀ = 1. 

    α₁ = 0.5,

    ξ₁ = ξ ₉₀*(1-0.99996) = 0.00004. 

    α₂ = 1.523,

    ξ₂ = ξ ₉₀*(1-0.99964) = 0.00036. 

    α₃ = 3.26877,

    ξ₃ = ξ ₉₀*(1-0.99837) = 0.00163. 

    α₄ = 91.7684,

    ξ₄ = ξ ₉₀*(1+0.03086) = 1.03086.

    α₅ = 4.468896,

    ξ₅ = ξ ₉₀*(1-0.99696) = 0.00304. 

    α₆ = 1.25044,

    ξ₆ = ξ ₉₀*(1-0.99976) = 0.00024. 

    α₇ = 88.86103,

    ξ₇ = ξ ₉₀*(1-0.01988) = 0.98012. 

    α₈ = 0.381966,

    ξ₈ = ξ ₉₀*(1-0.99998) = 0.00002. 

    Найдем  потери напора на всем протяжении: 

 
 

    Найдем  действующий напор, выразив его  из уравнения Бернулли. 

 
 
 
 
 
 

Найдем начальное  давление, которое создает насос:

    P_н = H_д * γ = 12.39 * 736 *9.8 = 8.93*10⁵ Па=8.55ат. 

    Зная  начальное давление насоса, определим  давление и потери напора на каждом участке трубопровода и проверим, что ни в одной точке трассы трубопровода нет вакуума.