Гидравлический расчёт трубопроводов
Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ ВПО “Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина”
Кафедра ПТЭ
Курсовой проект на тему:
Гидравлический расчёт трубопроводов
Выполнил: студент гр. III-1xx
Измайлов С. А.
Проверил: Буданов В. А.
Иваново 2010
Задание
Рассчитать систему водопроводов, показанную на эскизе, определить давление у потребителей, допустимую высоту всасывания [Н>вс>]>доп> и мощность на валу насоса, если полный КПД насоса η>н> = 0.75.
Коэффициенты местных сопротивлений:
ξ>1> – всасывающего клапана сетки;
ξ>2> – поворота на 90°;
ξ>3> – задвижки;
ξ>4> – обратного клапана;
ξ>5> – тройника.
Исходные данные:
Вариант 1
Расходы к потребителям:
Q>I> = 60 л/с = 0.06 м3/с;
Q>II> = 75 л/с = 0.075 м3/с;
Q>III> = 39 л/с = 0.039 м3/с.
Абсолютные давления у потребителей:
Р>I> = 1 бара = 100 000 Па; Р>Н>= 1,8 бар = 180 000 Па;
Геометрические высоты характерных сечений:
Z>B> = 11 м; Z>Н> = 11.5 м; Z>а> = 8 м; Z>б> = 13 м; Z>с> = 3 м; Z>к> = 14 м;
Z>I> = 6 м; Z>II>> >= 5 м; Z>III>> >= 8 м.
Геометрические длины участков:
l>1> = 24 м; l>2> = 300 м; l>3> = 50 м; l>4> = 100 м; l>5> = 400 м; l>6> = 250 м; l>7> = 90 м.
Потери напора в подогревателе:
h>п> = 7 м.
Температуры воды на участках:
t>1> = 20°C; t>6> = 100°C.
=0.71
Физические свойства воды (по [1] табл. 2 ):
При t>1> = 20°C ρ>1> = 998.2 кг/м3, ν>1> = 1.006∙10-6, Р>1> = 2337 Па;
При t>6> = 100°C ρ>6> = 958.3 кг/м3, ν>6> = 0.294∙10-6, Р>6> = 101320 Па;
Средняя плотность в подогревателе
ρ>ср>
=
кг/м3;
Выбор главной магистрали
Так как задано давление в начале трубопровода, главную магистраль ищем методом расчета сложных ответвлений. Для этого вычисляются средние гидравлические уклоны на направлениях от начала ответвления к каждому из потребителей.
Таким образом главная магистраль идет по направлению от насоса к потребителю II.
Расчёт участков главной магистрали
Участок 2:
Допустимые
потери энергии:
Задаемся:
Задаемся:
Допустимый диаметр:
По
ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
-
задвижка (табл. 12 [1])
-
обратного клапана (табл.
15 [1])
Производим
перерасчет, задавшись
Допустимый диаметр:
По
ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
-
задвижка (табл. 12 [1])
-
обратного клапана (табл.
15 [1])
Фактические потери на участке:
Давление в конце участка:
Р>a> = Р>Н >+g∙ρ>1>∙(Z>Н> – Z>а>) – ρ>1>∙H>2> = 180000+998.2*9.81*(11.5-8)-998.2*9.1=205189.6 Па
Участок 4:
Допустимые потери энергии:
Задаемся:
Задаемся:
Допустимый диаметр:
По
ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
напор трубопровод магистраль гидравлический
– тройник (табл. 16 [1])
Производим
перерасчет, задавшись
Допустимый диаметр:
По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
– тройник (табл. 16 [1])
Фактические потери на участке:
Давление в конце участка:
Р>б>
= Р>а >+g∙ρ>1>∙(Z>а>
– Z>б>)
– ρ>1>∙H>4>
= 205189.6 +998.2*9.81*(8-13)-998.2*
=152706
Па
Участок 5:
Допустимые потери энергии:
Задаемся:
Задаемся:
Допустимый диаметр:
По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
– тройник (табл. 17 [1])
– задвижка (табл. 12 [1])
– угол 900
(табл. 12 [1])
Производим
перерасчет, задавшись
Допустимый диаметр:
По
ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
– тройник (табл. 17 [1])
– задвижка (табл. 12 [1])
– угол 900
(табл. 12 [1])
Фактические потери на участке:
Давление в конце участка:
Р>с>
= Р>б >+g∙ρ>1>∙(Z>б>
– Z>с>)
– ρ>1>∙H>5>
= 152706+998.2*9.81*(13-3)-998.2*
=235648
Па
Подогреватель:
Р>к> = Р>с >-g∙ρ>ср>∙(Z>к> – Z>с>+h>п>)= 235648 -978.25*9.81*(14-3+7)=62909 Па
Участок 6:
Допустимые потери энергии:
Задаемся:
Задаемся:
Допустимый диаметр:
По
ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
Местных сопротивлений нет
Фактические потери на участке:
Давление в конце участка:
Р>II>
= Р>к >+g∙ρ>6>∙(Z>к
>– Z>II>)
– ρ>6>∙H>6>
= 62909+958.3*9.81*(14-5)- 958.3*
=133300
Па
Расчет ответвлений.
Участок 3:
Допустимые потери энергии:
Задаемся:
Задаемся:
Допустимый диаметр:
По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
– тройник (табл. 17 [1])
– задвижка (табл. 12 [1])
Производим
перерасчет, задавшись
Допустимый диаметр:
По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
Так
как диаметр совпал с ранее полученным,
то
и
останутся
такими же.
Фактические потери на участке:
Участок 7:
По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])
– тройник (табл. 16 [1])
– задвижка (табл. 12 [1])
– угол 900
(табл. 12 [1])
Фактические потери на участке:
Давление в конце участка:
Р>III>
= Р>б> +g∙ρ>1>∙(Z>б>
– Z>III>)
– ρ>1>∙H>7>
= 152706+998.2*9.81*(13-8)- 998.2*
=191196
Па
Расчет всасывающего трубопровода.
По ГОСТ 10704-63 (табл.21 [1])
– угол 900
(табл. 12 [1])
- всасывающего клапана
сетки (табл. 15 [1])
Напор развиваемый насосом:
Мощность на валу:
Расчет закончен.
|
Участок |
Длина участка, м |
Расход, м3/с |
Диаметр, мм |
Скорость, м/с |
Приведённая длина участка, м |
Потеря энергии, Дж/кг |
Давление в начале участка, Па |
|
1 |
24 |
0,171 |
516 |
0,818 |
97.71 |
1.33 |
32337 |
|
2 |
300 |
0,171 |
430 |
1.178 |
334.72 |
9,1 |
180000 |
|
3 |
50 |
0,06 |
130 |
4,523 |
56.09 |
126.66 |
205190 |
|
4 |
100 |
0,111 |
408 |
0.849 |
185.77 |
3.528 |
205190 |
|
5 |
400 |
0,072 |
309 |
0.961 |
434.78 |
15.0086 |
152706 |
|
6 |
250 |
0,075 |
383 |
1,193 |
250 |
14.836 |
62909 |
|
7 |
90 |
0,039 |
199 |
1.255 |
102.75 |
10.49 |
152706 |
Использованная литература
Учебное пособие по гидравлическому расчёту трубопроводов. – составители: Кулагин Ю.М., Капустина Т.И., Черкасский В.М. – Иваново. – Типография УУЗ.