Содержание
Введение
Задание
Расчет сложного трубопровода
Расчет дополнительного контура
Список используемой литературы
Простым трубопроводом называют трубопровод без ответвлений.
Сложный трубопровод в общем случае представляет собой совокупность последовательных, параллельных соединений простых трубопроводов и их разветвлений.
Разветвленным трубопроводом называется совокупность нескольких простых трубопроводов, имеющих одно общее сечение - место разветвления (или смыкания) труб. Жидкость движется по трубопроводу в результате того, что его энергия в начале трубопровода больше, чем в конце.
Одной из основных задач по расчету разветвленного трубопровода является следующая: известен потребный напор в узловом сечении А, все размеры ветвей, давления в конечных сечениях и все местные сопротивления; определить расход в сечении А и расходы в отдельных трубопроводах. Возможны и другие варианты постановки задачи, решаемой с помощью системы уравнений и кривых потребного напора.
Расчет сложных трубопроводов часто выполняется графоаналитическим способом, т. е. с применением кривых потребного напора или характеристик трубопроводов. Характеристикой трубопровода называется зависимость гидравлических потерь в трубопроводе от расхода
Определить расходы воды в ветвях разветвленного трубопровода (без дополнительного контура), напоры в узловых точках А, Б, В и диаметр участка 8 при следующих исходных данных:
1. Напор жидкости на выходе из насоса, Н=60, м.
2. Подача насоса Q=60, л/c.
3. Длина участков трубопроводов
, , , , ,
, , , , , , , , км.
4. Диаметр участков трубопровода
, , , , , , , , , , м.
5. Геометрическая высота конечного сечения участков трубопровода
, , , м.
6. Давление на выходе из участков трубопровода
, , , МПа.
Каким должен быть напор насоса дополнительного контура, если трубопровод 1 закрыт, движение воды происходит по дополнительному контуру, расходы воды в трубопроводах 3, 5, 6 остались прежними?
При расчете принять расходы воды , температуру воды, равной 80 (), эквивалентную шероховатость трубопроводовм и коэффициент сопротивления задвижки . кроме задвижек, указанных на схеме сети, на каждые 200 м трубопроводов в среднем установлено по одному сальниковому компенсатору и сварному колену с суммарным коэффициентом сопротивления .
1. Расчет сложного трубопровода
1. Разбиваем сложный трубопровод на 8 простых трубопроводов.
2. Для трубопровода 1 определяем скорость движения жидкости ,число , отношение , значение комплекса
.
м/c;
;
3. По значению комплекса устанавливаем область сопротивления. При
- квадратичная зона сопротивления.
4. По формуле определяем коэффициент потерь на трение .
5. Находим суммарный коэффициент местных потерь в трубопроводе 1. . Значение округляем до ближайшего целого значения.
6. Определяем гидравлические потери в трубопроводе 1
7. Напор жидкости в узловой точке А находим как
м.
8. Рассчитываем и строим кривые потребного напора трубопроводов 3, 5,6
Методика расчета представлена в таблице 1.
Таблица 1 Расчет кривых потребного напора трубопроводов 3, 5, 6
Наименование величины
Расчетная формула
Числовое значение
1. Расход жидкости , Принимаем05×10-310×10-315×10-320×10-3
2. Скорость движения жидкости , 00,280,570,851,13
3. Число Рейнольдса
0116068234246349315464384
4. Относительная шероховатость
5. Комплекс 038,777,3116,3154,6
6. Область сопротивления
-
Докв.
Кв.
7. Коэффициент потерь на трение 00,0280,0260,0260,026
8. Суммарный коэффициент местных потерь,
в трубопроводе 3
в трубопроводе 5
в трубопроводе 6
3,5
9. Гидравлические потери, м
0
0,35
1,358
2,86
5,3
0,27
1,06
2,25
4,18
0,23
0,91
1,95
3,61
10. Потребный напор, м
48,59
48,94
49,94
51,44
53,88
45,19
45,46
46,25
47,44
49,37
47,04
47,27
47,95
48,99
50,65
9. Рассчитываем и строим характеристики трубопроводов 2 и 4 по той же методике (пункты 1 - 9 таблицы 1).
Таблица 2 Расчет характеристики трубопровода 4
1. Расход жидкости , Принимаем10×10-320×10-330×10-340×10-3
2. Скорость движения жидкости , 0,300,590,891,19
170137334603504740674877
5. Комплекс 411809,71221,51633
7. Коэффициент потерь на трение
переходная область0,025
квадратичная область0,0240,0240,024
8. Суммарный коэффициент местных потерь ,
в трубопроводе 4
4,54,54,54,5
9. Гидравлические потери , м
в трубопроводе 40,351,373,115,56
Таблица 3 Расчет характеристики трубопровода 2
1. Расход жидкости , Принимаем15×10-330×10-345×10-360×10-3
2. Скорость движения жидкости , 0,430,861,291,72
248575497151745726994361
5. Комплекс 589117817672356
квадратичная область0,0240,0240,0240,024
8. Суммарный коэффициент местных потерь , в трубопроводе 26,56,56,56,5
в трубопроводе 20,813,257,3113,0
10. Строим кривую потребного напора разветвленного участка, состоящего из трубопроводов 5 и 6. Для этого суммируем абсциссы кривых потребного напора (расходы ) трубопроводов 5 и 6 при одинаковых ординатах (напорах ).
11. Строим кривую потребного напора для участка, состоящего из трубопроводов 4, 5 и 6 путем сложения ординат характеристики трубопровода 4 (гидравлические потери ) и кривой потребного напора разветвленного участка трубопроводов 5 и 6 (потребных напоров ) при одинаковых абсциссах (расходы ).
12. Строим кривую потребного напора для участка, состоящего из трубопроводов 3, 4, 5 и 6. С этой целью суммируем абсциссы кривых потребного напора (расходы ) трубопровода 3 и разветвленного участка трубопроводов 4, 5 и 6 при одинаковых ординатах (напорах ).
13. Строим суммарную кривую потребного напора разветвленного участка, состоящего из трубопроводов 2, 3, 4, 5 и 6 путем сложения ординат характеристики трубопровода 2 (гидравлические потери ) и кривой потребного напора разветвленного участка трубопроводов 3, 4, 5 и 6 (потребных напоров ) при одинаковых абсциссах (расходы ).
14. По определенному ранее напору жидкости в узловой точке А с помощью суммарной кривой потребного напора определяем расход жидкости в трубопроводе 2.
Напоры жидкости в узловых точках Б и В и расходы в отдельных трубопроводах рассматриваемого разветвленного участка определяем с помощью кривых потребных напоров соответствующих трубопроводов.
м; .
м; ; .
15. Находим расход жидкости в параллельно соединенных трубопроводах 7 и 8.
16. Рассчитываем гидравлические потери в трубопроводе 7.
Для трубопровода 7 определяем скорость движения жидкости ,число , отношение ,значение комплекса .
По значению комплекса устанавливаем область сопротивления. При =1049 > 500 - квадратичная зона сопротивления.
По формуле определяем коэффициент потерь на трение .
Определяем суммарный коэффициент местных потерь в трубопроводе 7. Значение округляем до ближайшего целого значения.
Определяем гидравлические потери в трубопроводе 7
17. Определяем суммарный коэффициент местных потерь в трубопроводе 8. Значение округляем до ближайшего целого значения.
18. Из этого уравнения находим диаметр методом последовательных приближений: принимаем в первом приближении м, тогда
, , , , .
Т. к. принимаем во втором приближении по ГОСТ 28338-89 м.
Определяем скорость движения жидкости ,число , отношение , значение комплекса .
По значению комплекса устанавливаем область сопротивления. При > 500 - доквадратичная зона сопротивления.
Определяем гидравлические потери в трубопроводе 8
Принимаем окончательно м.
2. Расчет дополнительного контура
1. Разбиваем сложный трубопровод на 5 простых трубопроводов.
2. Рассчитываем и строим характеристики трубопроводов 9, 10, 11, 12 и 13.
Методика расчёта представлена в таблицах 4 (для трубопровода 9), 5 (для трубопровода 10), 6 (для трубопроводов 11 и 13) и 7 (для трубопровода 12).
Таблица 4 Расчет характеристики трубопровода 9
2. Скорость движения жидкости , 0,190,380,570,76
134822269644404466539288
5. Комплекс 2605217811041
переходная область0,024
квадратичная область0,0230,0230,023
8. Суммарный коэффициент местных потерь
в трубопроводе 936,536,536,536,5
в трубопроводе 90,923,537,9614,15
Таблица 5 Расчет характеристики трубопровода 10
2. Скорость движения жидкости , 0,130,260,390,51
112192224384336575440137
5. Комплекс 178356534699
7. Коэффициент потерь на трение переходная область0,024
0,024
квадратичная область0,0220,022
в трубопроводе 1042,542,542,542,5
в трубопроводе 100,3971,5893,35,65
Таблица 6 Расчет характеристики трубопроводов 11 и 13
2. Скорость движения жидкости , 0,30,590,891,19
5. Комплекс 41180812191630
7. Коэффициент потерь на трение переходная область0,025
в трубопроводе 11
в трубопроводе 13
35
26
2,65
9,88
22,49
40,22
1,94
7,25
16,51
29,52
Таблица 7 Расчет характеристики трубопровода 12
2. Скорость движения жидкости , 0,290,570,861,14
167644329507497151659014
5. Комплекс 39778111781562
в трубопроводе 12
29292929
9. Гидравлические потери , м в трубопроводе 122,057,6417,430,58
3. Для участка состоящего из трубопроводов 9 и 10, строим кривую гидравлических потерь путем сложения ординат характеристик трубопроводов 9 и 10 (гидравлические потери ) при одинаковых абсциссах (расходы ).
4. Для участка состоящего из трубопроводов 9, 10 и 11, строим кривую гидравлических потерь. С этой целью суммируем абсциссы кривых гидравлических потерь (расходы ) трубопровода 11 и участка трубопроводов 9 и 10 при одинаковых ординатах (напорах).
5. Для участка состоящего из трубопроводов 12 и 13, строим кривую гидравлических потерь путем сложения абсцисс характеристик трубопроводов 12 и 13 (расходы ) при одинаковых ординатах (гидравлические потери ).
6. Находим гидравлические потери в дополнительном контуре.
7.;
1. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - М.: Машиностроение, 1982. - 423с.
2. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию/ И.В. Белянкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов и др.; Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. - Энергоатомиздат, 1988. - 376 с.
