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

43743. Разработка конструкции компрессора высокого давления 1.6 MB
  В работе проведен сравнительный анализ конструкций компрессоров высокого давления двигателей класса тяги 1218 тонн выбрана конструктивная схема КВД выполнена детальная проработка конструкции. Проведены расчеты на прочность рабочей лопатки 2й ступени и промежуточного диска расчет лопатки 2й ступени на колебания расчет крепления направляющего аппарата 1й ступени КВД.1 Проточная часть КВД 15 1.5 Расчет газодинамических параметров КВД 17 1.
43744. Розрахунок гальм підйомно-транспортних машин та механізмів 9.76 MB
  Вантажопідйомні й транспортуючі машини є невід\'ємною частиною сучасного виробництва, тому що з їх допомогою здійснюється механізація основних технологічних процесів і допоміжних робіт. У поточних й автоматизованих лініях роль підйомно-транспортних машин якісно зросла, і вони стали органічною частиною технологічного встаткування, а вплив їх на техніко-економічні показники підприємства стало досить істотним.
43747. Колодкові гальма підйомно-транспортних машин та механізмів 313 KB
  У підйомно-транспортному машинобудуванні широке застосування знайшли гальма, конструкція важільної системи яких забезпечує можливість використання для замикання електромагнітів як змінного (гальма типу ТКТ із електромагнітами типу МО-Б), так і постійного (гальма типу ТКП із електромагнітами типу МП) струму .
43748. Разработка технических и технологических мероприятий по созданию централизованной системы водоотведения 862.13 KB
  Город Кириши расположен в зоне дерново-подзолистых почвы и легко- и среднесуглинистого механического состава. Такие почвы бедные, с плохой структурой и отличающиеся значительной кислотностью. По механическому составу они большей частью тяжелосуглинистые, но встречаются суглинистые и супесчаные.
43749. Спроектирован участок механической обработки детали и произведен расчет и анализ условий труда и безопасности жизнедеятельности 1.2 MB
  Штамп с верхним прижимом предназначен для вырубки листа сердечника электродвигателя ВАО44502 асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором обдуваемый взрывозащищенный. В данном дипломном проекте разрабатывается технология изготовления матрицы для вырубного штампа форма и размеры которой унифицированы т. данный тип матрицы используется во многих штампах листовой штамповки матрицы которых отличаются только профилем вырубаемого листа. Ведомость по заказам матриц для вырубных штампов Заводпотребитель Условный годовой...
43750. Розробка Інтернет-магазину «Компьютерна техніка» 2.29 MB
  Характерними рисами інтернет-магазинів є те, що вони можуть пропонувати значно більшу кількість товарів та послуг, ніж реальні магазини і забезпечувати споживачів значно більшим обсягом інформації, необхідної для прийняття рішення про покупку
43751. Система и меры антикризисного управления 174 KB
  В данном направлении государство осуществляет следующие виды регулирования: Правовое регулирование создается правовая основа антикризисного регулирования проводятся экспертизы на наличие случаев преднамеренного и фиктивного банкротства; Методическое регулирование проведение мониторинга состояния организации и методическое обеспечение профилактика ее банкротства судебные процедуры а также санации если возникнет факт несостоятельности; Информационное регулирование производит учет и анализ платежеспособности экономически и социально...