Курсовая работа - Гидравлический расчёт коротких трубопроводов
Подождите немного. Документ загружается.
Министерство Образования Российской Федерации
Липецкий Государственный Технический Университет
кафедра промышленной теплоэнергетики
Курсовая работа
Расчет коротких трубопроводов
Липецк, 2005г.
Оглавление:
1) Условие и исходные
данные………………………………………3
2) Определение расхода воздуха и показания манометра
М1..5
3) Определение напора, созд.
насосом…………………………….12
4) Вывод………………………………………………………………….1
3
5) Список литературы…………………………………………………
14
2
Условие:
Рис1
Для приведенной на рисунке 1схемы найти объемный расход воды и показания
манометра
1
М
, если течение установившееся, а характеристики системы
следующие
3
;5,0
;9,0
;110
;100
;9.0
;5,0
;4
;6,1
;980
;120
;1150
;5,1
;565
;6,0
;125
;20
;7,14
4321
2
5
4
3
2
1
1
мм
ммd
мL
мZ
мН
ммh
ммh
ммh
мh
ммh
мм
ммd
мL
мh
Э
А
П
Ф
Э
вс
вс
вс
Показания манометров: М -
;/0,1
2
смкГР
М
температура воды
Ct
8
. Проверить,
соответствует ли турбулентное движение квадратичной области сопротивления.
Определить напор, создаваемый насосом. Объяснить, почему перед насосом с
сечении «С» давление меньше атмосферного.
4
Определение расхода воды и показания
манометра М1
Разделим данный трубопровод на две части. Первый участок – трубопровод до
всасывающего насоса. Второй – за ним.
5
Рис2.
Запишем уравнение Бернулли в общем виде:
w
h
g
w
g
P
Z
g
w
g
P
Z
22
2
22
2
2
11
1
(1)
6
Проведем плоскость сравнения 0-0 (см рис3). Для первого участка удобнее всего
взять ее на уровне резервуара, из которого происходит всасывание воды.
Выберем два живых сечения: первое живое сечение 1-1 совпадает с плоскостью
сравнения; и 2-2 в точке С.
В уравнении (1):
1
Z
=0;
1
P
=
0
P
;
.
;
;
;
2
2
21
потериh
PP
hZ
ww
w
C
BC
Переведем показания манометра М в Па:
;981001000081,911000081,9 ПаРР
М
тогда абсолютное давление
0
Р
будет
равно:
;19810098100100000
0
ПаРРР
АТМ
Давление в точке С можно определить из показания пьезометра.
;99055,181,91000565,081,913600100000
21
ПаhghgРР
водыртутиатмС
Потери давления между первым и вторым сечением определяются по следующему
выражению:
;
222
22
1
2
g
w
g
w
d
L
g
w
h
С
П
С
вс
всС
фw
У нас неизвестны ни скорость, ни
, поэтому уравнение Бернулли сейчас решить
нельзя. Воспользуемся методом двойного приближения. Будем считать, что потери на
трение по длине и на поворотах равны нулю. Учтем только потери в фильтре. Решим
уравнение (1) с неизвестной скоростью – найдем теоретическую скорость течения
жидкости. По найденному значению скорости определим число Рейнольдса, затем
характер течения жидкости (турбулентный или ламинарный) и, наконец, коэффициент
гидравлического трения. С получившимися значениями
и теоретической скорости
определим теоретические потери. Зная потери, из уравнения Бернулли определим
действительную скорость. Но необходимо будет проверить, не изменился ли характер
течения воды и, следовательно, потери. Если изменился, то необходимо еще раз
просчитать
и потери, затем опять найти скорость течения.
7
;/69,4994,21
4
1
81.92)
81.91000
9905
7,14
81.91000
198100
(2)()(
;
2
0
2
2
0
смg
g
Р
h
g
Р
теорw
g
w
g
P
h
g
P
С
всС
C
вс
Определим число Рейнольдса:
;Re
wd
коэффициент кинематической вязкости найдем по формуле
воды
;
Коэффициент динамической вязкости найдем по формуле Пуазейля:
;001368,0
3085,1
00179.0
8000221.080368.01
00179.0
000221.00368,01
00179,0
22
сПа
tt
Тогда
см
воды
/1037,1
1000
001368,0
26
;
;427920
1037,1
125,069,4
Re
6
wd
Т.к. число Рейнольдса очень большое, то это значит, что движение турбулентное.
Посчитаем следующий комплекс:
5002054
125
6.0
427920Re
1
вс
Э
d
необходимо считать по формуле Никурадзе
;0300.0
)74.1
6.0
2/125
2(
1
)74,12(
1
22
1
1
Lg
r
Lg
Э
тогда потери будут равны:
);(
2222
1
2
2
2
2
2
2
1
2
2
П
вс
вс
фП
вс
вс
фw
d
L
g
w
g
w
g
w
d
L
g
w
h
(2)
Формулу (2) подставляем в уравнение Бернулли, получим:
;/92,254,8
5.0
125.0
20
03.041
81.92)
81.91000
9905
7,14
81.91000
198100
(
1
2)(
)(
);(
22
1
0
2
1
2
2
2
2
0
см
d
L
g
g
Р
h
g
Р
действитw
d
L
g
w
g
w
g
P
h
g
P
П
вс
вс
ф
С
вс
П
вс
вс
ф
C
вс
;266423
1037,1
125,092,2
Re
6
2
wd
движение турбулентное
8
5001279
125
6.0
266423Re
1
2
вс
Э
d
необходимо считать по формуле Никурадзе и
оно будет равняться 0,03, т.к. все величины, входящие в эту формулу остались
неизменны. Это значит, что найдено действительное значение скорости w2.
w2=2,92/с
Рассмотрим вторую часть трубопровода (рис3).
9
Рис3.
Выберем два живых сечения: первое живое сечение 3-3 возьмем в точке А
(манометр М1 ), т.к. необходимо определить показания манометра; и 4-4 в точке В,
т.к. здесь можно посчитать давление
В
Р
по показанию пьезометра. Плоскость
сравнения 0-0.
Запишем уравнение Бернулли в общем виде:
w
h
g
w
g
P
Z
g
w
g
P
Z
22
2
22
2
2
11
1
.
;
;
;
;6.1
;0
2
1
21
2
1
потериh
РР
неизвестноРP
www
мHZ
Z
w
В
А
В
При подстановке указанных выше величин получим следующее уравнение:
;
w
ВА
h
g
P
H
g
P
(3)
Получим выражение для потерь в (3).
);(
2
24321
2
4
2
d
L
g
w
h
АВ
Вw
(4)
10