Графоаналитический расчет времени опорожнения цистерны. Курсовая работа по нефтегазовой гидромеханике графоаналитический расчет времени опорожнения цистерны
![]()
|
Самарский государственный технический университет ИНСТИТУТ НЕФТЕГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ К а ф е д р а «Трубопроводный транспорт» КУРСОВАЯ РАБОТА ПО НЕФТЕГАЗОВОЙ ГИДРОМЕХАНИКЕ Графоаналитический расчет времени опорожнения цистерны Вариант 11 Студент 3-ИНГТ-4 группы _____________________ Ильин Н.А. (подпись) (ФИО) Преподаватель ________ ________ проф. Стефанюк Е.В. (оценка) (подпись) (ФИО) «____»___________________2022г. Самара 2022г. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Радиус сливной цистерны ![]() Длина сливной цистерны ![]() Радиус приемной цистерны ![]() Давление на поверхности жидкости в приемной цистерне ![]() Диаметр шлангопровода ![]() Длина шлангопровода ![]() Плотность ![]() Динамическая вязкость ![]() Таблица 1
Таблица 2
2.Чертеж расчетной гидравлической схемы ![]() 3.АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ОПОРОЖНЕНИЯ ЦИСТЕРНЫ При аналитическом расчете времени опорожнения цистерны используется формула ![]() ![]() Площади поперечного сечения ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Объем цистерны ![]() ![]() Удельный вес ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Сокращаем коэффициент ![]() ![]() По графику смотрим пересечение K c ![]() ![]() Приведённый коэффициент первого приближения рассчитывается по формуле ![]() ![]() = 0,356 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициенты трения определяются по формуле ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Суммарные коэффициенты потерь ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Значение ![]() ![]()
Значение ![]() ![]() ![]()
Значение ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для разделения потоков в тройнике при ![]() ![]() ![]()
Коэффициент ![]() ![]() Коэффициент сопротивления задвижки при полном открывании можно принять ![]() Коэффициент сопротивления фильтра нужно отнести к магистральному трубопроводу: ![]() Коэффициент ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Расход первого приближения находится по формуле ![]() ![]() При определении расхода второго приближения коэффициенты трения ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Число Рейнольдса для определения коэффициента трения находится по формулам ![]() ![]() ![]() 2) ![]() ![]() ![]() Приведённый коэффициент второго приближения рассчитывается по формуле ![]() ![]() =0,222 Расход второго приближения находится по формуле ![]() ![]() ![]() Для определения точности найденного расхода сравним результаты расчета в первом и втором приближении ![]() ![]() Расхождение между расходами первого и второго приближений не должно превышать 3%. Если ![]() 4.ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ ОПОРОЖНЕНИЯ ЦИСТЕРНЫ В основу этого метода положен метод графоаналитического расчета трубопроводов. Для определения времени опорожнения сливной цистерны необходимо построить две характеристики: результирующую характеристику трубопроводов (2+2+ш+1) и характеристику сливной цистерны ![]() ![]() Р и с. 3. Графоаналитический метод расчета времени опорожнения цистерны. 1- характеристика магистрального трубопровода; 2- характеристика подающего трубопровода; Ш- характеристика шлангопровода; W(Z) - характеристика сливной цистерны; (2+2) – суммарная характеристика двух параллельных подающих трубопроводов; ((2+2)+Ш+1) - результирующая характеристика трубопроводов. Характеристика сливной цистерны представляет собой зависимость объема жидкости в резервуаре ![]() ![]() Для построения этой характеристики необходимо для некоторых высот (в пределе ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() Полученные результаты для ![]() ![]() ![]() Таблица 3
Таблица напоров H трубопроводов в зависимости от расхода Q
Для построения результирующей характеристики трубопроводов (2+2+ш+1) вначале строятся характеристики отдельных трубопроводов, т.е. характеристики шлангопровода ш, магистрального трубопровода 1 и одного из подающих трубопроводов 2. Для всех этих трубопроводов необходимо найти напоры ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для каждого из этих расходов для соответствующих трубопроводов определяются напоры Н по следующим формулам: Шлангопровод: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Магистральный трубопровод: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Подающие трубопроводы: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() После построения характеристик трубопроводов 1, ш, 2 строится характеристика 2+2. Так как в двух подающих трубопроводах при одном и том же напоре расход в два раза больше, чем в одном (параллельное соединение трубопроводов), то построение характеристики осуществляется путем удвоения расхода при каком-то фиксированном напоре. Построив таким путем несколько точек, проводим по ним кривую 2+2. Суммарная характеристика (2+2)+ш+1 строится путем сложения напоров при каком-то фиксированном расходе, так как рассматриваемые трубопроводы соединены последовательно. Для графического определения времени опорожнения сливной цистерны разделим ось объемов ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() 4.Построение пьезометрической линии ![]() Максимальный напор определяется по формуле ![]() ![]() ![]() ![]() Общая длина трубопровода. ![]() L=8+60+7=75 Затем вычисляются местные и линейные потери напора. Для определения линейных и местных потерь напора необходимо определить скорости движения жидкости на ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для шлангопровода: ![]() ![]() ![]() Для магистрального трубопровода: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для подающего трубопровода: ![]() ![]() Сначала строится напорная линия (рис.4) по длине шлангопровода. Отложим от ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() (точка ![]() ![]() ![]() От точки ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Затем, таким же путем, строим напорную линию от ![]() ![]() ![]() Затем строится пьезометрическая линия. На каждом участке трубопровода от напорной линии откладываются вниз величины соответствующих скоростных напоров ![]() Построение эпюры гидростатического давления Гидростатическое давление на вертикальную половину боковой поверхности приемной цистерны при полном ее заполнении определяется по формуле ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Гидростатическое давление в отдельных точках изображается отрезками прямых, нормальных к стенке в соответствующих точках (рис.5). ![]() Р и с. 5. Эпюра гидростатического давления. |