49232

Гидравлический расчёт трубопровода

Курсовая

Производство и промышленные технологии

АЛЕКСЕЕВА НАЧНООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ Кафедра ЯРиЭУ Гидравлический расчёт трубопровода наименование проекта ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе КОНСУЛЬТАНТЫ: РУКОВОДИТЕЛЬ Содержание курсовой работы Теоретическая часть Заданная схема трубопровода 6 Исходные значения Выбор и...

Русский

2013-12-23

226.48 KB

29 чел.

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е.АЛЕКСЕЕВА

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

Абрамов Лев Викторович

Дроженников Артем Дмитриевич

(фамилия, имя, отчество)

      Кафедра               ЯРиЭУ

ФФффффффффф____________А__________________________

      Группа                  10-ЯР-1

________02_______________________________

Дата защиты "       "                            2012 г.

 

Индекс  


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ.Р.Е.АЛЕКСЕЕВА

НАЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

Кафедра     ЯРиЭУ

Гидравлический расчёт трубопровода

 ( наименование      проекта )

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

             КОНСУЛЬТАНТЫ:                                                                               РУКОВОДИТЕЛЬ

 1. По _____________________________                                                                                 Бородин С.С.

                                                                                                                (подпись)                        

         _____________      _____________                                                                                     _____________      

              (подпись)             (фамилия, и., о.)                                                                                        (дата)

                                           ____________

                                                 (дата)

 

                                                                                                                                         СТУДЕНТ

 2.  По __________________________                                            ________________       Дроженников А.Д.

                                                                                                                   (подпись)                     (фамилия, и., о.)

      ______________     _______________                                                                                        _____________

              (подпись)          (фамилия, и., о.)                                                                                                 (дата)      

                                         _____________                                                                            

                                               (дата)                                                                         Группа  10 –ЯР-1

 3. По ____________________________

  

     ________________    ____________                                                       Работа защищена  ______________

             (подпись)           (фамилия, и., о.)                                                                                                   (дата)

                                        ______________

                                                (дата)                                                                    Протокол № ________________

                    РЕЦЕНЗЕНТ                                                                                         С оценкой      ________

   __________________         ______________

       (подпись)                           (фамилия, и., о.

                                                ______________

                                                          (дата)

2012 г.


Содержание курсовой работы

  1.  Теоретическая часть 4
  2.  Заданная схема трубопровода  6
  3.  Исходные значения  7
  4.  Выбор и обоснование расчетной схемы  8
  5.  Список условных обозначений использованных в расчетах  8
  6.  Расчетная схема. Индексы  9
  7.  Гидравлический расчет трубопровода 10
  8.  Заключение  24


Теоретическая часть

Системы трубопроводов в настоящее время являются самым эффективным, надёжным и экологически чистым транспортом для жидких и газообразных продуктов.

Основные термины и определения

Простым трубопроводом называют трубопровод, по которому жидкость транспортируется без промежуточных ответвлений потока. Трубопровод может иметь постоянный диаметр по всей длине, или может состоять из последовательно соединенных участков разного диаметра.

Сложный трубопровод имеет разветвленные участки, состоящие из нескольких простых трубопроводов, между которыми распределяется жидкость, движущаяся внутри труб.

Узлами называются сечения трубопровода, в которых смыкаются несколько ветвей.

Сложный трубопровод в общем случае составлен из простых трубопроводов с разветвленными участками. В зависимости от структуры разветвленных участков различают следующие основные типы сложных трубопроводов: с параллельными ветвями, с концевой раздачей жидкости, с непрерывной раздачей жидкости, с кольцевыми участками. В практике встречаются также разнообразные сложные трубопроводы комбинированного типа. В рамках данных методических указаний будут в основном рассмотрены два типа сложных трубопроводов: трубопровод с параллельными ветвями и трубопровод с кольцевыми участками. Их выбор основывался на тех соображениях, что трубопровод с параллельными соединениями – наиболее часто встречающийся тип сложного трубопровода, а трубопровод с кольцевыми участками – наиболее сложный для расчета.

Можно выделить три основные группы задач расчета сложных трубопроводов:

1. Определение размеров труб по заданным в них расходам и перепадам напоров в питателях и приемниках.

2. Определение перепадов напоров в питателях и приемниках по заданным расходам в трубах заданных размеров.

3. Определение расходов в трубах заданных размеров по известным перепадам напоров.

Последние две группы задач представляют поверочные расчеты существующего трубопровода, выясняющие условия его работы при различных значениях гидравлических параметров. Встречаются также задачи смешанного типа, представляющие комбинации из задач основных групп. Для решения сформулированных задач составляется система


уравнений, которые устанавливают функциональные связи между параметрами, характеризующими потоки жидкости в трубах, т. е. между размерами труб, расходами жидкости и напорами. Эта система состоит из уравнений баланса расходов для каждого узла и уравнений баланса напоров (уравнений Бернулли) для каждой ветви трубопровода. Поскольку обычно сложные трубопроводы являются длинными, в уравнениях Бернулли можно пренебрегать скоростными напорами, принимая полный напор потока в каждом расчетном сечении трубопровода практически равным гидростатическому и выражая его высотой пьезометрического уровня над принятой плоскостью сравнения. Кроме того, в сложных трубопроводах можно также пренебрегать относительно малыми местными потерями напора в узлах. Это значительно упрощает расчеты, поскольку позволяет считать одинаковыми напоры потоков в концевых сечениях труб, примыкающих к данному узлу, и оперировать в уравнениях Бернулли понятием напора  в данном узле.


Заданная схема трубопровода


Исходные значения

1. Максимальный  расчет  через  гидравлическую  трассу, м3

2. Углы раскрытия  конусов

3. Радиусы  плавного  поворота, м

4 Диаметры  труб , м

5. Длины  участков  труб , м

6. Значение эквивалентной шероховатости труб, м

7. Значение  кинематической  вязкости  жидкости  при Т =20С, м 2/с


Выбор и обоснование расчетной схемы

Рассматриваемый участок трубопровода представляет собой пять параллельных труб. Таким образом, данный участок трубопровода относится к классу трубопроводов с параллельными участками. Все трубы располагаются в одной геометрической плоскости. Внутри трубопровода движется вода с температурой 20С.

На всех участках трубопроводов располагаются местные сопротивления с коэффициентом гидравлических потерь, определяемым их геометрией.

В результате расчета необходимо определить расходы через каждый участок трубопровода и построить гидравлические характеристики отдельных участков и всего трубопровода в целом.

Список условных обозначений использованных в расчетах

Величины:

Q – общий расход через гидравлическую трассу, м3/с;

Q1 – расход через первый участок разветвления гидравлической трассы, м3/с;

Q2 – расход через второй участок разветвления гидравлической трассы, м3/с;

Q3 – расход через третий участок разветвления гидравлической трассы, м3/с;

Q4  – расход через четвертый участок разветвления гидравлической трассы, м3

Hi - потеря полного напора по всей длине i-го участка гидравлической трассы, Па;

Hмi - потеря напора на местных сопротивлениях по всей длине i-ого участка гидравлической трассы, Па;

Нтрi - потеря напора на трение по всей длине i-го участка гидравлической трассы, Па;


Расчётная схема

Индексы:

0-1 участок

1-2 участок

2-3 участок

2-4 участок

3-5 участок

1-3 участок

3-5 участок

Виды труб: A, B, C, D


Гидравлический расчет трубопровода

1. Исходные  данные

1.1. Максимальный  расчет  через  гидравлическую  трассу, м3

Для  построения  гидравлической  характеристики  трассы  необходимо  провести  расчет  гидравлических  потерь  на  нескольких  промежуточных расходах, лежащих в  диапазоне  от  0 д о  Qмах. Для  этого  разобьем  интервал  от  0 д о  Qмах  на  10 равных  частей  и  проведем расчет для  каждого  из  полученных  промежуточных  значений  расходов

1.2 Углы  раскрытия  конусов

1.3 Радиусы  плавного  поворота , м

1.4 Диаметры  труб , м

1.5 Длины  участков  труб , м


1.6 Значения эквивалентной шероховатости треб, м

1.7. Значение  кинематической  вязкости  жидкости  при  Т =20С , м2

2. Расчет  площадей  проходного  сечения , м2 

3.2. Коэффициент  сопротивления трения  в  данной  программе  определяется  для  квадратичной  области  сопротивления  как  наиболее  характерной  для  штатных  условий  эксплуатации  энергетических  установок :

3.3.Коэффициенты местных  сопротивлений

3.3.1  Резкий поворот  н а  90°

3.3.2 Резкий  поворот  н а  20°

3.3.3. Внезапное  расширение  о т  d1 к  d2


3.3.4. Внезапное  сужение  от  d2 к  d1

3.3.5. Конический  диффузор

3.3.6. Плавный  поворот  трубы  α  = 90°

3.3.7. Конический конфузор

4. Составление  и  решение  системы  уравнений  для  определения  расходов  по  разветвленным  участкам  гидравлической  трассы .

4.1. Задание начальных  значений  для  расчета  расходов  Q1 , Q2 , Q3 , Q4 ,Q


4.2.Составление  коэффициентов  системы  уравнений

4.3. Решение  системы  уравнений


4.4.Результаты  расчета


5. Расчет гидравлической характеристики трассы

5.1. Участок 0-1

На данном участке отсутствуют местные сопротивления, и полная потеря напора определяется потерями на трение Н01= Нтр01 (рис.7):

5.2. Участок 1-2

Данный участок гидравлической трассы представляет собой ветвь простого трубопровода. Он содержит местные сопротивления, и полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напора на трение и потерь напора на местных сопротивлениях

 Н12= Нтр12.

Так как через данную ветвь трубопровода протекает жидкость с расходом Q1, то в соответствии с этим потери напора можно записать следующим образом:


5.3. Участок 1-3

Данный участок гидравлической трассы представляет собой ветвь простого трубопровода. Он содержит местные сопротивления, и полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напора на трение и потерь напора на местных сопротивлениях

 Н13= Нтр13+Нм13.

Так как через данную ветвь трубопровода протекает жидкость с расходом Q2, то в соответствии с этим потери напора можно записать следующим образом:

5.4. Участок 2-3

Данный участок гидравлической трассы представляет собой ветвь простого трубопровода. Он содержит местные сопротивления, и полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напора на трение и потерь напора на местных сопротивлениях

 Н23= Нтр23+Нм23.

Так как через данную ветвь трубопровода протекает жидкость с расходом Q3, то в соответствии с этим потери напора можно записать следующим образом:


5.5. Участок 2-4

Данный участок гидравлической трассы представляет собой ветвь простого трубопровода. Он содержит местные сопротивления, и полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напора на трение и потерь напора на местных сопротивлениях

 Н24= Нтр24+Нм24.

Так как через данную ветвь трубопровода протекает жидкость с расходом Q4, то в соответствии с этим потери напора можно записать следующим образом:

5.6. Участок 3-5

Данный участок гидравлической трассы представляет собой ветвь простого трубопровода. Он не содержит местные сопротивления.

 Н35= Нтр35.

Так как через данную ветвь трубопровода протекает жидкость с расходом Q, то в соответствии с этим потери напора можно записать следующим образом:


5.7. Так  как  потери в ветках  1-2-5,1-3-5 и  1-4-5 будут  одинаковы , мы  можем  произвести  проверку  полученных  значений  потерь

5.8. Гидравлические  характеристики  отдельных  участков  трубопровода

Рис.1. Гидравлическая  характеристика  участка  0-1

Рис.2. Гидравлическая  характеристика  участка  1-2

Рис.4. Гидравлическая  характеристика  участка  1-3


Рис.4. Гидравлическая  характеристика  участка  2-3

Рис.4. Гидравлическая  характеристика  участка  2-4


Рис.5. Гидравлическая  характеристика  участка  3-5


5.9. Гидравлическая характеристика трубопровода

Общая гидравлическая характеристика трубопровода складывается из гидравлических характеристик отдельных его участков:

Р и с  6.Г и д р а в л и ч е с к а я  х а р а к т е р и с т и к а  т р у б о п р о в о д а


Заключение

Я научилась рассчитывать трубопроводные системы, применяя навыки составления коэффициентов местных сопротивлений, коэффициентов сопротивления трения, решение систем уравнений для определения расходов по различным участкам гидравлической трассы, используя при этом справочные данные.

В ходе работы были построены графики зависимости потерь на трение и местных потерь, суммарные потери на каждом участке трубопровода и гидравлическая характеристика всей трассы от расхода.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69156. Устройства, улучшающие взлетно-посадочные характеристики самолета 354 KB
  Устройства улучшающие взлетно посадочные характеристики самолета повысить несущие свойства крыла cyS можно обычными средствами механизации или энергетическими которые обеспечивают увеличение подъемной силы за счет силовой установки. Средства механизации повышают несущие свойства крыла.
69157. ИСТОРИЯ РАЗИТИЯ САМОЛЕТОВ. ЭТАПЫ ИХ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ 385.5 KB
  Полет на аппаратах легче воздуха называется воздухоплаванием а на аппаратах тяжелее воздуха авиацией от латинского vis птица. Процесс развития самолетов обусловлен взаимным влиянием и взаимодействием между наукой производством и эксплуатацией самолетов.
69158. КОНСТРУКЦИЯ САМОЛЕТОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ 1.55 MB
  Основные агрегаты самолета Самолеты относятся к летательным аппаратам тяжелее воздуха им характерен аэродинамический принцип полета. У самолетов подъемная сила Y создается за счет энергии воздушного потока омывающего несущею поверхность которая неподвижно закреплена относительно...
69159. НАГРУЗКИ САМОЛЕТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ МАНЕВРОВ 884 KB
  В полете на самолет действуют: рис.1: тяга двигателя Р; аэродинамические силы подъемная сила Y и лобовое сопротивление Q; сила тяжести G. Эти силы показаны для самолета рассматриваемого в виде материальной точки. В общем случае силы действующие на самолет не находятся в равновесии.
69160. НАГРУЗКИ САМОЛЕТА ПРИ ПОЛЕТЕ В НЕСПОКОЙНОМ ВОЗДУХЕ 2.03 MB
  Турбулентность атмосферы Перегрузки от действия неспокойного воздуха возникают при движении воздуха направление которого не совпадает с направлением полета самолета или при турбулентных пульсациях воздуха. На высотах которые больше 1000 м эти потоки затухают и полет...
69161. НОРМЫ ПРОЧНОСТИ САМОЛЕТОВ. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СЛУЧАИ НАГРУЖЕНИЯ САМОЛЕТА 729 KB
  В странах СНГ в настоящее время эксплуатируется большое количество самолетов, которые проектировались и изготавливались в соответствии с Едиными Нормами летной годности гражданских самолетов (ЕНЛГС). Они действовали до распада СССР.
69162. НАЗНАЧЕНИЕ КРЫЛА И ТРЕБОВАНИЯ К НЕМУ 1.53 MB
  Крыло — несущая поверхность самолета, которая служит для создания аэродинамической подъемной силы, необходимой для обеспечения полета и маневров самолета на всех режимах, предусмотренных ТТТ. Крыло принимает участие в обеспечении поперечной устойчивости и управляемости...
69163. Внешние нагрузки на крыло самолета и их распределение 1.13 MB
  На крыло самолета действуют следующие нагрузки: распределенные аэродинамические силы qаэр; распределенные массовые силы конструкции крыла qкр; сосредоточенные силы от грузов агрегатов находящиеся внутри или вне крыла gгр.
69164. Построение эпюр поперечных сил Q, изгибающих М и крутящих моментов Мz в сечениях крыла 696.5 KB
  Построение эпюр поперечных сил Q изгибающих М И крутящих моментов Мz В СЕЧЕНИЯХ КРЫЛА 8. Уравновешиваются эти нагрузки опорными реакциями rф крыла на фюзеляже рис. Площадь каждой iой трапеции численно равна приращению поперечной силы...