Методика расчёта гидравлических сопротивлений на примере расчёта сложного трубопровода с теплообменными аппаратами, установленными в его ветвях. Определение потерь на отдельных участках трубопровода, мощности насоса, необходимой для перемещения жидкости.
Аннотация к работе
Целью данной курсовой работы является усвоение методики расчета гидравлических сопротивлений на примере расчета сложного трубопровода с теплообменными аппаратами, установленными в его ветвях. Полученные в процессе выполнения курсовой работы практические навыки расчета гидравлических сопротивлений будут в дальнейшем использованы при курсовом проектировании теплоиспользующих установок.Определить массовые расходы в параллельных ветвях трубопровода G1, G2, G3 и мощность насоса, если задан суммарный массовый расход жидкости Go и известны конструктивные характеристики элементов трубопровода. Жидкость (газ) подается насосом при постоянной температуре и начальном давлении р. Определить средний гидравлический уклон и построить линии полного и статического давлений для третьей ветви трубопровода. Потерями на линии от насоса до разветвления и в самом разветвлении пренебречь. Привести расчетную схему сложного трубопровода (рисунок 12), включив в центральную ветвь трубопровода упрощенную схему подогревателя (с указанием направления движения теплоносителей) согласно своему заданию.Гидравлический расчет таких сетей с учетом меняющегося во времени расхода в соответствии с производственными требованиями эксплуатации той или иной системы представляет очень сложную задачу, такие расчеты рассматриваются в специальных курсах (водоснабжение, вентиляция, отопление и др.). Из всех возможных схем сложных трубопроводов в данной работе рассматривается параллельное соединение - случай, когда трубопровод в некоторой точке разветвляется на несколько труб, которые затем вновь соединяются в одной точке; массовый расход G0 общего трубопровода до деления и после объединения труб, очевидно, один и тот же . Суммарные потери давления при движении жидкости (газа) для каждой параллельной ветви одинаковы и складываются из потерь давления на трение ?ртр и потерь на местные сопротивления Если скорость в соответствующих сечениях трубопровода выразить через массовый расход , который для каждой ветви постоянен, то уравнение (36) для первой ветви с учетом и запишется в виде Решая совместно систему (3) с (2), выражаем расходы во всех ветвях через расход в первой ветви G1: (5)Потери давления для первой ветви запишутся следующим образом (см. рисунок 12): (8) Выразим скорости в формуле (8) через массовый расход в 1-й ветви: где Аі=?d /4 - площадь поперечного сечения i-го участка трубы; При диаметре отверстия диафрагмы d0=50 мм и диаметре трубы d=75 мм коэффициент сжатия струи определяется по формуле (14) а коэффициент сопротивления диафрагмы - по формуле (15) Коэффициент потерь при наиболее резком сужении, когда меньшая труба выступает внутрь большой трубы (см. рисунок 7), определяется по формуле (17) для 9-го участка трубопровода Вход и выход в трубках из камеры 1,0 (в трубках) и Найденные значения коэффициентов гидравлического сопротивления подставляем в уравнения (9, 11, 13) и находим коэффициенты C1, C2, C3, предварительно определив плотность масла при температуре t =1400С по таблице Б.2.Потери давления при заданном суммарном расходе 46 кг / с через заданный сложный трубопровод оставляют 3,45 бар, что в два раза меньше начального давления р = 8 бар. Наименьший расход масла в третьей ветви, что указывает на ее повышенное гидравлическое сопротивление по сравнению с первой и второй ветвями, где расходы приблизительно одинаковы.
Вывод
Потери давления при заданном суммарном расходе 46 кг / с через заданный сложный трубопровод оставляют 3,45 бар, что в два раза меньше начального давления р = 8 бар. Поэтому начальное давление в сети можно уменьшить, либо увеличить суммарный расход при неизменном начальном давлении.
Наименьший расход масла в третьей ветви, что указывает на ее повышенное гидравлическое сопротивление по сравнению с первой и второй ветвями, где расходы приблизительно одинаковы. Поэтому для уменьшения суммарных потерь сложного трубопровода необходимо, в первую очередь, уменьшать потери в третьей ветви.
Из анализа линии полного давления для третьей ветви видно, что местные потери незначительны, за исключением потерь на диафрагме и на задвижке, и их в расчете можно было бы не учитывать по сравнению с потерями по длине.
Наименьшие линейные потери имеют место на участке трубопровода ls, где диаметр трубопровода равен 100 мм, поэтому потери в третьей ветви можно было бы снизить, если бы весь трубопровод состоял из трубы диаметром 100 мм.
Список литературы
Киселев П.Г. и др. Справочник по гидравлическим расчетам.-М.: Энергия, 1994.
Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям.-М.-Л.:Госэнергоиздат, 1991.
Альтшуль А. Д., Киселев П. Г. Гидравлика и аэродинамика.-М: Стройиз-дат, 1995.
Лебедев П.Д., Щукин А.А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий.-М.: Энергия, 1970.
Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.-М.: Энергия, 1998.