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
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)
Институт транспортной техники и организации производства.Кафедра "Теплотехника железнодорожного транспорта"
Курсовая работа по дисциплине:
Гидрогазодинамика
"Расчет трубопровода"
Москва – 2008
Трубопровод технологической воды
Задание: для трубопровода заданной конфигурации и протяженности обеспечивающей подачу технологической воды потребителям, требуется определить:
1) Оптимальные диаметры отдельных участков трубопровода.
2) Параметры воды у потребителей (p,t).
3) Относительные потери давления от входа в трубопровод до соответствующего потребителя.
4) "Гидравлический уклон" (i) от входа в трубопровод до соответствующего потребителя.
5) Мощность (N), расходуемую на транспортировку воды к соответствующему потребителю.
Примечание:
1) Внутренний диаметр трубопровода dвн. Принять по ГОСТУ (кратным 5 мм)
2) Колена выполнены с поворотом потока 90ْ, радиус поворота колена R = (2-4) * dвн
3) ξ кол = 0.5 - коэффициент местного сопротивления на колене. В качестве запорных органов используем нормальные задвижки.
4) ξ задв = 1- коэффициент местного сопротивления на задвижке. Тройники (угольники) скомпаннованны с насадкой.
5) ξ трой = 1.5 - коэффициент местного сопротивления на тройнике с насадкой. Падение температуры по длине трубопровода принять равными
6) Падение температуры 2 ْС на 100 метров Δtпод = 0.02 ْС/м
Дано:
Q3 = 24 (м3 / ч)
Q3 = Q3 / 3600 = 0.66 * 10-2 (м3 / c)
Q2 = 0.4* Q3 = 2.64 * 10-3 (м3 / c)
Q1 = 0.3 * Q3 = 1.98 * 10-3 (м3 / c)
P0 = 0.77 * 1000000 = 7.7 * 105 (Па)
t0 = 63 ْ) C)
L = 200 (м)
ρ вод = 1000 (кг/ м3)
g = 9.8066 (м / c2)
Расчет:
1) Участок Задвижка:
Qобщ = Q1 + Q2 +Q3 = 1.122* 10-2
Pвх1 = P0 = 7.7 * 105 (Па)
t вх1 = t0 = 63 ( ْC)
t вых1 = t вх1 = 63 ( ْC)
Принимаем на первом участке
Vопт 1 = 1 (м / c)
dвн1 = = 0.115(м)
Vср1 = 4 * Qобщ / π * dвн12 = 1.155 (м / c)
t ср1 = t вх1 + t вых1 / 2 = 63 ( ْC)
ν1 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср1 +0.000221* t ср12 = 4.451 * 10-7 (м2 / c)
Re1 = dвн1 * Vср1 / ν1 = 3.010 * 105
ξ задв = 1
h1 = ξ задв * Vср12 / 2 = 6.77 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот1 = h1 * ρ вод 6.77 * 102 (Па)
Pвых1 = Pвх1 - Pпот1 =7.693*105 (Па)
2) Участок Прямолинейный
Pвх2= 7.693*105 (Па)
t вх2 = 63 ْ) C)
L = 200 (м)
t вых2 = t вх1 – L* Δtпод = 59 ْ) C)
dвн2 = 0.115 (м)
Vср2 = 1.155 (м / c)
t ср2 = t вх2 + t вых2 / 2 = 61 ْ) C)
ν2 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср2 +0.000221* t ср22 = 4.589 * 10-7 (м2 / c)
Re2 = dвн2 * Vср2 / ν2 = 2.919 * 105
Так как 107 > Re2 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ2 = 0.0032 + 0.221* Re2-0.237 = 1.7 * 10-2
L = 200 (м)
h2 = (L * λ2 * Vср22 ) / 2 * dвн2 =19.85 (Дж / кг)
Pпот2 = h2 * ρ вод = 19.85* 103 (Па)
Pвых2 = Pвх2– Pпот6 =7.496* 105(Па)
3) Участок Тройник:
Pвх3= 7.496* 105(Па)
t вх3 = 59 ْ) C)
L = 200 (м)
dвн3 = 0.115 (м)
Vср3 = 1.155 (м / c)
ν3 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср3 +0.000221* t ср32 = 4.738 * 10-7 (м2 / c)
Re3 = dвн3 * Vср3 / ν3= 2.428 * 105 (Па)
ξ трой = 1.5
h3 = ξ трой * Vср32 / 2 = 7.56 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот3 = h3 * ρ вод = 7.56 * 102 (Па)
Pвых3 = Pвх3 – Pпот3 = 7.461* 105 (Па)
4) Участок Прямолинейный
Pвх4= 7.461* 105 (Па)
t вх4 = 59 ْ) C)
L = 200 (м)
t вых4 = t вх4 – L* Δtпод = 55) C)
dвн4 = 0.05 (м)
Vср4 = 1.008 (м / c)
t ср4 = t вх4 + t вых4 / 2 = 57) C)
ν4 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср4 +0.000221* t ср42 = 4.903 * 10-7 (м2 / c)
Re4 = dвн4 * Vср4 / ν4 = 1.027* 105
Так как 107 > Re4 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ4 = 0.0032 + 0.221* Re4-0.237 = 1.75* 10-2
L = 200 (м)
h4= (L * λ4 * Vср42 ) / 2 * dвн4 = 35.56 (Дж / кг)
Pпот4= h4 * ρ вод = 35.56* 103
Pвых4 = Pвх4 – Pпот4 = 7.105 * 105(Па)
5) Участок Задвижка
Q1 = 1.98 * 10-3 (м3 / c)
Pвх5= 7.105 * 105 (Па)
t вх5 = 55 ْ) C)
L = 200 (м)
dвн5 = 0.05 (м)
Vср5 = 1.004 (м / c)
ν5 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср5 +0.000221* t ср52 = 5.081 * 10-7 (м2 / c)
Re5 = dвн5 * Vср5 / ν5= 0,991 * 105
ξ задв = 1
h5 = ξ задв * Vср52 / 2 = 5.08* 10-1 (Дж / кг)
Pпот5 = h5 * ρ вод = 5.08 * 102 (Па)
Pвых5 = Pвх5– Pпот5 = 7.1*105 (Па)
6) Участок Прямолинейный
Q3 = 0.66 * 10-2 (м3 / c)
Q2 = 2.64 * 10-3 (м3 / c)
Q = Q2 + Q3 = 9.24 * 10 -3 (м3 / c)
Pвх6 = Pвых3 = 7.1*105 (Па)
t вх6 = t вых3 = 59 ْ) C)
L = L/2 = 100 (м)
t вых6 = t вх6 – L* Δtпод = 57 ْ) C)
dвн6 = = 0.105 (м)
Vср6 = 4 * Q2 + Q3 / π * dвн12 = 0.890 (м / c)
t ср6 = t вх6 + t вых6 / 2 = 58 ْ) C)
ν6 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср6 +0.000221* t ср62 = 4.813 * 10-7 (м2 / c)
Re6 = dвн6 * Vср6 / ν6 = 1.997 * 105
Так как 107 > Re2 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ6 = 0.0032 + 0.221* Re2-0.237 = 1.54 * 10-2
L = 100 (м)
h6 = (L * λ6 * Vср62) / 2 * dвн6 = 5.6 (Дж / кг)
Pпот6 = h6 * ρ вод = 5.6 * 103 (Па)
Pвых6 = Pвх6 – Pпот6 = 7.044 * 105 (Па)
7) Колено
Pвх7= Pвых6= 7.044 * 105 (Па)
t вх7 = t вых6 = 57 ْ) C)
t вх7 = t вых7 = 57 ْ) C)
L = 100 (м)
t ср7 = t вх7 + t вых7 / 2 = 57 ( ْC)
ν7 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср7 +0.000221* t ср72 = 4.892 * 10-7 (м2 / c)
Re7= dвн7 * Vср7 / ν7 = 1.91. * 105
ξ задв = 0.5
h7 = ξ задв * Vср72 / 2 = 1.98 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот7 = h7 * ρ вод = 1.98 * 102 (Па)
Pвых7 = Pвх7 – Pпот7 = 7.042* 105 (Па)
8)Участок Прямолинейный
Pвх8= Pвых7 = 7.042* 105 (Па)
t вх8 = t вых7 = 57 ْ) C)
L = 100 (м)
t вых8 = t вх8 – L* Δtпод = 55 ْ) C)
dвн8 = 0.105 (м)
Vср8 = 0.890 (м / c)
t ср8 = t вх8 + t вых8 / 2 = 56 ْ) C)
ν8 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср8 +0.000221* t ср82 = 4.981* 10-7 (м2 / c)
Re8= dвн8 * Vср8 / ν8 = 1.876 * 105
Так как 107 > Re2 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ6 = 0.0032 + 0.221* Re2-0.237 = 1.44 * 10-2
h8 = (L * λ8 * Vср82) / 2 * dвн8 = 5.4 (Дж / кг)
Pпот8 = h8 * ρ вод = 5.4 * 103 (Па)
Pвых8 = Pвх8– Pпот8 = 6.988 * 105 (Па)
9) Колено
Pвх9= Pвых8= 6.988 * 105 (Па)
t вх9 = t вых8 = 55 ْ) C)
t вх9 = t вых9 = 55 ْ) C)
L = 100 (м)
dвн9 = 0.105 (м)
Vср9 = 0.890 (м / c)
t ср9 = t вх9 + t вых9 / 2 = 55 ( ْC)
ν9 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср9 +0.000221* t ср92 = 5.053 * 10-7 (м2 / c)
Re9= dвн9 * Vср9 / ν9 = 1.84 * 105
ξкол = 0.5
h = ξ кол * Vср92 / 2 = 1.98 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот9 = h9 * ρ вод = 1.98 * 102 (Па)
Pвых9 = Pвх9 – Pпот9 = 6.986 * 105 (Па)
10) Участок Прямолинейный
Pвх10= Pвых9 = 6.986 * 105 (Па)
t вх10= t вых9 = 55 ْ) C)
L = 100 (м)
t вых10 = t вх10 – L* Δtпод = 53 ْ) C)
dвн10 = 0.105 (м), Vср10 = 0.890 (м / c)
t ср10 = t вх10 + t вых10 / 2 = 54 ْ) C)
ν10 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср8 +0.000221* t ср82 = 5.140 * 10-7 (м2 / c)
Re10= dвн8 * Vср8 / ν8 = 1.818 * 105
Так как 107 > Re2 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
Λ10 = 0.0032 + 0.221* Re2-0.237 = 1.57 * 10-2
h10 = (L * λ8 * Vср82) / 2 * dвн8 = 5.92 (Дж / кг)
Pпот10 = h10 * ρ вод = 5.92 * 102 (Па)
Pвых10 = Pвх10 – Pпот10 = 6.980* 105 (Па)
11) Участок Тройник
Pвх11= 6.980* 105 (Па)
t вх11= t вых11 = 53 ْ) C)
L =100 (м)
dвн11 = 0.105 (м)
Vср11 = 0.890 (м / c)
ν11 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср11 +0.000221* t ср112 = 5.226 * 10-7 (м2 / c)
Re11 = dвн11 * Vср11/ ν11= 1.788 * 105 (Па)
ξ трой = 1.5
h11 = ξ трой * Vср112 / 2 = 5.94 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот11 = h11 * ρ вод = 5.94 * 102 (Па)
Pвых11 = Pвх11 – Pпот11 = 6.974* 105 (Па)
12) Участок Прямолинейный
Pвх12= Pвых11 = 6.974* 105 (Па)
t вх12 = 53 ْ) C)
L = 200 (м)
t вых12 = t вх12 – L* Δtпод = 49 ْ) C)
dвн12 = = 0.055
Vср12= = 4 * Q2 / π * dвн12 = 1.111 (м/с)
t ср12 = t вх12 + t вых12 / 2 = 51 ْ) C)
ν12 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср12 +0.000221* t ср122 = 5.407 * 10-7 (м2 / c)
Re12= dвн12 * Vср12 / ν12 = 1.130 * 105
Так как 107 > Re2 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ12 = 0.0032 + 0.221* Re12-0.237 = 1.72 * 10-2
h12 = (L * λ12 * Vср12 2) / 2 * dвн12 = 38.60 (Дж / кг)
Pпот12 = h12 * ρ вод = 38.60 * 102 (Па)
Pвых12 = Pвх12 – Pпот12 = 6.935* 105 (Па)
13) Участок Задвижка:
Pвх13 = Pвых12 = 6.935* 105 (Па)
t вх13 = tвых12 = 49 ( ْC)
t вых13 = t вх13 = 49 ( ْC)
t ср13 = t вх13 + t вых13 / 2 = 49 ْ) C
ν13 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср13 +0.000221* t ср132 = 5.595 * 10-7 (м2 / c)
Re13 = dвн13 * Vср13 / ν13 = 1.092 * 105
ξ задв = 1
h13 = ξ задв * Vср132 / 2 = 6.17 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот13 = h13 * ρ вод = 6.17 * 102 (Па)
Pвых13 = Pвх13 - Pпот13 = 6.928* 105 (Па)
14) Участок Прямолинейный
Pвх12= Pвых11 = 6.928* 105 (Па)
t вх12 = t вых11 = 49 ْ) C)
L = 200 (м)
t вых12 = t вх12 – L* Δtпод = 45 ْ) C)
dвн14 = = 0.09
Vср14= = 4 * Q3 / π * dвн142 = 1.037
t ср12 = t вх14 + t вых14 / 2 = 47 ْ) C)
ν14 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср14 +0.000221* t ср142 = 5.796 * 10-7 (м2 / c)
Re14= dвн12 * Vср14 / ν14 = 1.610 * 105
Λ14 = 0.0032 + 0.221* Re12-0.237 = 1.6 * 10-2
h14 = (L * λ14 * Vср14 2) / 2 * dвн14 = 19.11 (Дж / кг)
Pпот14 = h14* ρ вод = 19.11 * 102 (Па)
Pвых12 = Pвх12 – Pпот12 = 6.908 * 105 (Па)
15) Участок Задвижка:
Pвх15 = Pвых14 = 6.908 * 105 (Па)
t вх15 = t вых15 = 45 ( ْC)
dвн14 = 0.09
Vср14 = 1.037
t ср13 = t вх15 + t вых15 / 2 = 45 ْ) C
ν15 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср15 +0.000221* t ср152 = 6.007 * 10-7 (м2 / c)
Re15 = dвн15 * Vср15 / ν15 = 1.553 * 105
ξ задв = 1
h13 = ξ задв * Vср152 / 2 = 5.37 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот15 = h15 * ρ вод = 5.37 * 102 (Па)
Pвых15 = Pвх15 - Pпот15 = 6.902* 105 (Па)
Относительные потери давления у потребителей.
1 потребитель:
ΔP1пот = Pвх1- Pвых5 * 100/ Pвх1 = 7.7 %
Pпот15= Pпот1+ Pпот2 + Pпот3 + Pпот4 + Pпот5 = 5.7351 * 104 (Па)
i1 = Pпот15* 100 / 2 * g * L * ρ вод = 1.529 %
Nтр.13 = Qобщ * (Pпот1+ Pпот2 + Pпот3) * 10-3 = 0.238 кВт
Nтр.35 = Q1* (Pпот4+ Pпот5) * 10-3 = 0.071 кВт
Nтр.1.пот= Nтр.13 + Nтр.35 = 0.309 кВт
2 потребитель:
ΔP2пот = Pвх1- Pвых13 * 100/ Pвх= 10.025%
Pпот113= Pпот1+ Pпот2 + Pпот3 + Pпот4 + Pпот5 + Pпот6 + Pпот7 + Pпот8 + Pпот9+ Pпот10 + Pпот11 + Pпот12+ Pпот13 = 7.72 * 104 (Па) = 0.0772 ( МПа)