49394

Гидравлический расчёт трубопровода

Курсовая

Производство и промышленные технологии

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. 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...

Русский

2013-12-26

329.91 KB

65 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

Лукашина Мария Сергеевна

(фамилия, имя, отчество)

      Кафедра               ЯРиЭУ

ФФффффффффф____________А__________________________

      Группа                  10-ЯР-1

________02_______________________________

Дата защиты "       "                            2012 г.

 

Индекс  100531


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 __________________________                                            ________________            Лукашина М.С.

                                                                                                                   (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  28


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

Q5  – расход через пятый участок разветвления гидравлической трассы, м3

Q6  – расход через шестой участок разветвления гидравлической трассы, м3

Q7 – расход через седьмой участок разветвления гидравлической трассы, м3

Q8  – расход через восьмой участок разветвления гидравлической трассы, м3

Q9  – расход через девятый 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

1-5 участок

1-6 участок

6-7 участок

6-8 участок

7-5 участок

5-9 участок

Виды труб: A, B, C, D, E, Y


Гидравлический расчет трубопровода

1. Исходные  данные

1.1. Максимальный  расчет  через  гидравлическую  трассу, м3

ерез г

Для  построения  гидравлической  характеристики  трассы  необходимо  провести  расчет  гидравлических  потерь  на  нескольких  промежуточных расходах, лежащих в  диапазоне  от  0 д о  Qмах. Для  этого  разобъем  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   60°

3.3.2 Резкий  поворот  н а  30°

3.3.3. Внезапное  расширение  о т  d1 к  d2


3.3.4.Внезапное  расширение  от  d2 к  d3

3.3.5. Внезапное  сужение  от  d2 к  d1

3.3.6. Внезапное  сужение  о т  d3 к  d2

3.3.7. Конический  диффузор

3.3.8. Плавный  поворот  трубы  α  = 90°

3.3.9 Резкий  поворот  на  90°

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 ,Q5 ,Q6,

Q7 ,Q8 , Q9


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


5.2. Участок 1-2

На  данном  участке  отсутствуют  местные  сопротивления , и  полная  потеря  напора  определяется  потерями  на  трение:

5.3. 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

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


5.4. Участок  2-4

На  данном  участке  отсутствуют  местные  сопротивления , и  полная  потеря  напора  определяется  потерями  на  трение:

5.5. Участок  3-5

На  данном  участке  отсутствуют  местные  сопротивления , и  полная  потеря  напора  определяется  потерями  на  трение:


5.6. Участок  1-5

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

Так как  через  данную  ветвь  трубопровода  протекает  жидкость  с  расходом  Q5, то  в  соответствии  с  этим  потери  напора  можно  записать  следующим  образом:

5.7. Участок  1-6

На  данном  участке  отсутствуют  местные  сопротивления , и  полная  потеря  напора  определяется  потерями  на  трение:


5.8. Участок  6-7

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

Так как  через  данную  ветвь  трубопровода  протекает  жидкость  с  расходом  Q6, то  в  соответствии  с  этим  потери  напора  можно  записать  следующим  образом :

5.9. Участок  6-8

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

Так как  через  данную  ветвь  трубопровода  протекает  жидкость  с  расходом  Q7, то  в  соответствии  с  этим  потери  напора  можно  записать  следующим  образом:

5.10. Участок 7-5

На  данном  участке  отсутствуют  местные  сопротивления , и  полная  потеря  напора  определяется  потерями  на  трение:

5.11. У ч а с т о к  5-9

На  данном  участке  отсутствуют  местные  сопротивления , и  полная  потеря  напора  определяется  потерями  на  трение:


5.12. Так  как  потери  в  ветках  1-2-3-5,1-2-4-5,1-5,1-6-7-5 и  1-6-8-5 будут  одинаковы , мы  можем  произвести  проверку  полученных  значений  потерь


5.13. Гидравлические  характеристики  отдельных  участков  трубопровода

Р и с  1.Гидравлическая  характеристика  участка  0-1

Р и с  2. Гидравлическая  характеристика  участка  1-2


Р и с  3. Гидравлическая  характеристика  участка    2-3

Р и с  4. Гидравлическая  характеристика  участка    2-4


Р и с  5. Гидравлическая  характеристика  участка    3-5

Р и с  6. Гидравлическая  характеристика  участка  1-5


Р и с  7. Гидравлическая  характеристика  участка    1-6

Р и с  8. Гидравлическая  характеристика  участка    6-7


Р и с  9. Гидравлическая  характеристика  участка  6-8

Р и с  10. Гидравлическая  характеристика  участка  7-5

Р и с  11. Гидравлическая  характеристика  участка  5-9


5.14 Гидравлическая  характеристика  трубопровод а  

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

Р и с  12. Гидравлическая  характеристика  участка  трубопровода


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

26534. Гражданская война в Испании (1936-1939) 51 KB
  У Испан б неск альтернитив п е воен устройства. Некот совет ист полаг что испан гражд W битва 2х идеологий комлибо подлен демократи фаш.О личности Франко его иконописцы представл святым каудильо благожетелем исп.
26535. Международные отношения в кон. 1930-х гг. Мюнхенский сговор и пакт Молотова – Риббентропа 41.5 KB
  До начала мирового эк. кризиса 1929-33 гг. сохранялась стабильность в отношениях между гос-вами, соблюдались договоры, заключенные в Версале и Вашингтоне. С нач. кризиса проявилась неустойчивость сущ. сис-мы международных отношений, началось ее разрушение.
26538. ГНИЕНИЕ МЯСА. УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ГНИЕНИЕ МЯСА 21.62 KB
  ГНИЕНИЕ МЯСА. УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ ВЫЗЫВАЮЩИЕ ГНИЕНИЕ МЯСА. Гниение самый опасный вид порчи мяса так как при этом процессе разрушаются белковые соединения и образуются вещества опасные для человека. Из составных частей мяса гниению наиболее подвержены мышечная ткань и субпродукты.
26539. ИЗМЕНЕНИЯ В ЖИРЕ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ (ГИДРОЛИЗ,ОКИСЛЕНИЕ, ОСАЛИВАНИЕ) 3.31 KB
  ГИДРОЛИЗ характеризуется присоединением к молекуле жира воды в результате чего она расщепляется на глицерин и жирные кислоты. Данный процесс начинается после разделки мясной туши и извлечения жира. Накопление свободных жирных кислот снижает питательную ценность жира и ускоряет развитие в нем окислительных процессов. ОСАЛИВАНИЕ вид порчи жира характеризующийся накоплением в нем предельных оксикислот.
26540. ИСТОРИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВСЭ 5.17 KB
  всэ явились общественное производство мяса и мясных продуктов и создание мясной промышленности. В 1925г первые в СССР Правила ветсан осмотра убойных животных исследования и браковки мясных продуктов. 30е годы строительство крупных механизированных мясокомбинатов зарождение молочной и пищевой промышленности в связи с этим кафедры мясоведения реорганизованы в кафедры ВСЭ с основами технологии переработки продуктов животноводства. врачей являются Правила ветеринарного осмотра убойных животных и всэ мяса и мясных продуктов1988 и...
26541. БАКТЕРИЦИДНАЯ ФАЗА МОЛОКА И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЕЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ 2.99 KB
  БАКТЕРИЦИДНАЯ ФАЗА МОЛОКА И ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ЕЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ. Продолжительность данной фазы при различных температурах молока следующая: при 37С 2 часа при 30С 3 часа при 25С 6 часов при 10С 24 часа при 5С 36 часов и при 0С 48 часов. При нагревании молока до 70С и выше бактерицидные вещества разрушаются и микрофлора попавшая в такое молоко размножается беспрепятственно. На бактерицидную фазу влияют промежуток времени с момента выдаивания до охлаждения молока чем короче этот промежуток времени тем продолжительнее...