Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Определить потери давления и расходы жидкости на всех участках трубопровода, при нормальном и аварийном режиме работы разветвленного участка. Трубопровод имеет три участка: магистральный, параллельный и разветвленный. Полный расход жидкости в трубопроводе равен 1000 м3/ч.
Магистральный трубопровод имеет компенсаторы через каждые 100м длины и следующие параметры:
ЗАДАНИЕ к курсовому
|
Q, м3/ч (полный расход) |
1000 |
|
Q, м3/с (полный расход) |
0,278 |
|
l, м (длина) задание |
900 |
|
d, м (диаметр) задание |
0,517 |
|
Δh, м (перепад высот) задание |
8 |
|
Материал задание |
чугун |
|
Качество труб задание |
новые |
|
Компенсаторы |
П-образные |
|
ρ20 С,кг/м3 прнимаем |
998,23 |
|
ν20 С, м2/с принимаем |
0,000001 |
|
ς принимаем |
2,92 |
|
KЭ, мм принимаем |
0,3*10-3 |
РАСЧЁТ
Плотность воды и её кинематическая вязкость при 20оС, коэффициент сопротивления лирообразных компенсаторов, эквивалентная шероховатость стальных труб определил самостоятельно с помощью таблиц.
Метода стр 4-5
Кэ-зависит от того какие у вас трубы можно брать любое значение в знаменателе указано среднее значение (данные указаны в мм переводим в Метры ) СМОТРИ МЕТОДУ 13-14
Число Рейнольдса рассчитываем по формуле:
Для того, чтобы узнать гидравлический коэффициент трения для трубы, следует узнать закон сопротивления, а для этого, в свою очередь, следует узнать зону сопротивления. Так как , то поток находиться в зоне квадратичного сопротивления при турбулентном режиме течения. Следовательно использована формула Б.Л. Шифринсона У ВСЕХ ЭТО ФОРМУЛА ОДИНАКОВА
МЕТОДА к КП стр 15
Для расчета потерь давления в трубах воспользуемся формулой Дарси-Вейсбаха:
Потери давления на местных сопротивлениях вычисляются по формуле Вейсбаха :
Количество компенсаторов будет равно 8, т.к. длина трубопровода равна
900 м.
Полные потери давления в магистральном участке высчитываем по формуле:
Падение давление в ветвях параллельного трубопровода обусловлено местными сопротивлениями, включающими:
|
№ ветви |
Диаметрмм. |
Задвижка, шт. |
Вентиль, шт. |
Колено, шт. |
Клапан, шт. |
Тройник, шт. |
|
1 |
404 |
5 |
3 |
12 |
3 |
5 |
|
2 |
357 |
3 |
3 |
18 |
2 |
6 |
|
3 |
359 |
2 |
4 |
16 |
4 |
3 |
Примем следующие значения местных сопротивлений:
Задвижки: ,
Вентили: ,
Колено: ,
Клапаны: ,
Тройники:
ЗНАЧЕНИЯ МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ БЕРЕМ ИЗ МЕТОДЫ
СТР 29-31
Для начала по формуле определяется коэффициент : ДЛЯ № 3 ниток считаем диаметр берем из задания
- сумма сопротивлений получаем путем умножения коэффициента сопротивления каждого элемента (задвижка вентиль и так далее) на их количество по нитке а затем все слаживаем.
Составляем систему уравнений:
C1==
C2==
C3==
;
ВАЖНО ПРОВЕРКА РЕШЕНИЯ
При параллельном соединении трубопроводов все они имеют общие начальную и конечную точки. Следовательно, потери давления во всех ветвях параллельного соединения будут одинаковы
∆P1=∆P2=∆P3.
Из уравнения неразрывности сумма расходов в ветвях равна полному подводимому расходу
Q=Q1+Q2+Q3.
СКОЛЬКО ПРИШЛО ВОДЫ СТОЛЬКО И ДОЛЖНО УЙТИ ПРИШЛО 0,2778м3/с
Результаты приведены в таблице:
|
ветвь |
ci |
Q |
∆P |
|
1 |
6649071 |
0,093 |
|
|
2 |
7344518 |
0,089 |
|
|
3 |
6375531 |
0,095 |
Разветвленный трубопровод Р состоит из двух линий, соединенных на случай аварийной ситуации перемычками П1 П2 П3, которые в нормальном режиме перекрыты. В аварийной ситуации осуществляется выключение соответствующих участков сети, а питание остальных обеспечивается через ту или иную перемычку. В нормальном режиме расход жидкости через все ответвления линий 1-8 одинаков и равен 125 м3/ч. Диаметр труб ответвлений 1-8 равен 125 мм. Падение давления в ответвлениях происходит на местных сопротивлениях. Коэффициент сопротивления линейных частков I-VIII принять равным 0,02
ДАННЫЕ ВАШЕГО ЗАДАНИЯ
|
Участок |
I V |
II VI |
III VII |
IV VIII |
|
Длина |
400 |
350 |
150 |
300 |
|
Диаметр |
0.259 |
0.259 |
0.207 |
0.184 |
Расходы: ОДИНАКОВО ВО ВСЕХ
|
QI=QV |
QII= QVI |
QIII= QVII |
QVIII= QIV |
|
|
м3/с |
0,1388 |
0,10417 |
0,06944 |
0,0347222 |
Q1=Q2=Q3=Q4=Q5=Q6=Q7=Q8= 0,0347 м3/с
|
QI=QV |
QII= QVI |
QIII= QVII |
QVIII= QIV |
|
|
м3/ч |
500 |
375 |
250 |
125 |
Для расчёта потерь давления воспользуемся формулами:
Определяем потери давления: диаметр берем из задания
где i принимает значения от I до VIII.
107138,9
А также воспользуемся формулами для вычисления потерь давления на ответвлениях:
|
107138,9 |
52732,4 |
30801 |
27752,2 |
|
|
5 |
||||
|
392861 |
340429 |
309328 |
281575 |
Рассчитываем значения сi для всех участков:
, где i принимает значения от I до VIII.
Для нахождения потерь давления в ветвях 1-8 необходим коэффициент ζ, который вычисляется из нормального режима по формуле:
|
ζ1= ζ5 |
ζ2= ζ6 |
ζ3= ζ7 |
ζ4= ζ8 |
|
118 |
115 |
113 |
106 |
|
5554079 |
4859819 |
6386904 |
23018817 |
|
325854742 |
282116372 |
256568756 |
233549939 |
Аварийный режим: закрыты вентили на участках П1 П3 III схема примет вид
У КАЖДГОГО ПО РАЗНОМУ по своему схема смотрите свое задание.
Составим систему уравнений для данной схемы СИСТЕМА У КАЖДОГО СВОЯ.
ИДЕМ ОТ КРАЙНЕЙ ТОЧКИ ПРОТИВ ТЕЧЕНИЯ . ПОТЕРИ ПОСЛЕДУЩЕЙ ТОЧКИ складываются из потерь участка РИМСКАЯ ЦИФРА ПЛЮС АРАБСКАЯ ЦИФРА
ТОЧКА 4 крайняя значит для падения давления в точке 3 будут
ΔP3=ΔР VI +ΔP4
ΔP3=ΔР VI +ΔP4
ΔP7=ΔРП2+ΔP3
ΔP7=ΔР VIII +ΔP8
ΔP6=ΔР VII +ΔP7 (1)
ΔP5= ΔP VI+ ΔP6
ΔP1= ΔP II + ΔP2
ΔP5 + ΔPV = ΔP1 + ΔPI
РАСХОДЫ ПО УЧАСТКАМ СЧИТАЕМ КАК сумма РАСХОДОВ ПО НИТКАМ
QI V =Q4
Q П2= Q3 + Q4
QVIII= Q8
QVII= Q7+Q8+ Q3 + Q4 (2)
QVI= Q6+ Q7+Q8 + Q3 + Q4
QV= Q5+ Q6+Q7 + Q3 + Q4
QII= Q2
QI= Q1+ Q2
Q= QV+ QI
Эти системы связаны через соотношение:
Уравнение (1) можно записать
С3Q32=C I V Q I V 2+C4 Q 4 2
С7Q72= C П2 Q П22+C3 Q 3 2
С7Q72= C VIII Q VIII 2+ C 8 Q VIII2 (3)
С6Q62= С VII Q VII 2+ С7Q72
С5Q52= С VI Q VI 2+ С6Q62
С1Q12= СIIQII2+ С2Q22
СVQV2+ С5Q52= СIQI2 +С1Q12
Решая данные системы, и выражая параметры через Q4 и Q2 мы рассчитываем данный разветвленный трубопровод.
Это мы получим если выразить из уравнения расход
Надо выразить все расходы через через конечный
Расход с каким то весовым коэффициентом.
СVQV2+ С5Q52= С Q2 +С1Q12 преобразовываем →
отсюда → подставляем Q= 1,161*1,987Q4=2,308* Q4
Q=6,102QV+2,308Q4=8,410 *Q4
Q4=1000/8,410=118,9 м3/ч
То
Подставляя полученное значения находим значения расходов в ветвях а затем на участках. Падения давления в ветвях найдем по формуле.
Результаты расчета разветвленного трубопровода:
Распределение расходов и потерь давления в ветвях 1-8
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
Нормальный режим |
Q, м3/ч |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
125 |
|
ΔP, Н/м2 |
455675 |
443208 |
433164 |
432049 |
455675 |
443208 |
433164 |
432049 |
|
|
Аварийный режим |
Q, м3/ч |
136 |
138 |
119 |
119 |
126 |
123 |
119 |
119 |
|
ΔP, Н/м2 |
542594 |
540903 |
391930 |
390922 |
462628 |
430761 |
394299 |
393284 |
Распределение расходов и потерь давления на линейных участках I-VIII
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
||
|
Нормальный Режим |
Q, м3/ч |
500 |
375 |
250 |
125 |
500 |
375 |
250 |
125 |
|
ΔP, Н/м2 |
44325 |
12467 |
10044 |
1114 |
44325 |
12467 |
10044 |
1114 |
|
|
Аварийный Режим |
Q, м3/ч |
274 |
138 |
- |
119 |
726 |
600 |
476 |
119 |
|
ΔP, Н/м2 |
13359 |
1691 |
- |
1008 |
93325 |
31867 |
36462 |
1014 |