Методические указания для курсового проектирования по дисциплине Механика жидкости и газа
 Скачать 20.7 Kb.
|
|
«Гидравлический расчёт простого трубопровода» Методические указания для курсового проектирования по дисциплине «Механика жидкости и газа». Расчёт гидравлического трубопровода способствует обобщению и закреплению теоретических знаний студентов, имеет целью развитие навыков самостоятельной творческой работы, пользования справочной литературой выполнения расчётов. Объектами расчёта является гидравлический трубопроводы. Объем курсовой работы 10 листов. Варианты заданий выдаются индивидуально. Единицы измерения физических величин должны соответствовать международной системе СИ. Требования к пояснительной записке. Записка должна содержать титульный лист, ведение, исходные данные для расчёта трубопровода, сам расчёт трубопровода, заключение список литературы. Рисунки выполняются с помощью редактора Word. Исходные данные необходимо ввести виде таблицы.
При расчётах напорных трубопроводов основной задачей является определение пропускной способности (расхода), потери напора на том или ином участке и на всей длине. Простыми называют последовательно соединённых трубопроводы одного из различных сечений не имеющий никаких ответвление. Жидкость по трубопроводу движется благодаря тому, что полная энергии в начале трубопровода больше, чем в конце. Это может создаваться несколькими способами: работа насоса, разность уровней жидкости, давления газа. Для расчёта трубопровода, определения потерь напора по длине трубопровода в местных сопротивлениях необходимы следующие основные исходные данные: расход жидкости через трубопровод, геометрическая положение центров тяжести поперечных сечений трубопровода, конструктивные параметры трубопровода: диаметр и длина трубопровода, физические свойства рабочей жидкости. Применяется ряд допущений, основными из которых являются: рабочая жидкость считается несжимаемой, температура жидкости, основные физические свойства принимаются постоянными, рассматривается установившееся движение жидкости, коэффициент гидравлических сопротивления постоянные, разрывы потока жидкости не происходит.
Известный объемный расход потока Q – это объем жидкости, протекающий за единицу времени t через живое сечение S. Живое сечение трубопровода круглого сечения - это круг, средняя скорость потока vср- это скорость движения жидкости, которое определяется отношением расхода жидкости Q к площади живого сечения S. Из закона сохранения вещества вытекает постоянство расхода или уравнение неразрывности потока. Расход жидкости через трубопровод в любом его сечение постоянен, то есть определяется выражением:  Или  Площадь живого сечения определяется по формуле:  Отсюда производит определение средней скорости движения жидкости в трубопроводе переменного сечения:  Средняя скорость определяется на всех участках трубопровода.
Уравнение Бернулли является фундаментальным уравнением гидродинамики, оно устанавливает зависимость между давлением, средней скоростью геометрической высотой в различных сечениях потолка. Оно выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. С помощью этого уравнения решается большой круг задач. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости при установившимся движение для двух сечений трубопровода, находящихся на расстоянии L1-2, друг от друга имеет вид:  Где  – потери напора при движении жидкости на участке между сечениями 1 и 2. При движении реальной вязкой жидкости возникают гидравлические сопротивления, вызванные силами трения между слоями жидкости при её движении и местными сопротивлениями, на преодоление которых затрачивается энергия. В результате полная удельная энергия жидкости в сечении 1 будет больше полный удельной энергии в сечение 2 на величину потерянной энергии при движении жидкости от сечения 1 ко 2-му сечению.  - указывает на коэффициент Кориолиса и зависит от режима течения жидкости  для ламинарного режима и  для турбулентного режима. Для расчетов принять его равным 1.Потери напора являются суммой потерь напора по длине трубопровода L1-2 и потерь напора в местных сопротивлениях, находящихся между сечениями 1 и 2. Для определения потерь напора необходимо знать режим движения в трубопроводе, режим движения зависит от числа Рейнольдса:   – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, для воды =1.Определить для каждого элемента трубопровода число Рейнольдса и характер движения. Потери по длине представляют собой потери на преодоление сил трения при движении жидкости. Определяются для всех режимов одинаково – по формуле Дарси-Вейсбаха:  Определить потери напора в каждом элементе. Коэффициент путевых потерь λ зависит от режима движения жидкости. Если Re<2320, то  ,Для турбулентного режима существует много способов, воспользуйтесь формулой Шифрисона:  Δ – значение абсолютной шероховатости для трубопроводов из различных материалов.
Определите потери по длине для всех промежутков трубопровода. Местные потери - это потери на участках локальных изменений геометрии потока. Потери напора определяются по формуле Вейсбаха.   - коэффициент местного сопротивления.Внезапное расширение  Внезапное сужение  Резкий поворот на 90 градусов: = 1,1Плавный поворот на 90 градусов: = 0,15Фильтр = 2,5Задвижка при полном открытии = 0,15Подсчитать общие потери в каждом сечении, определить показания пьезометра в каждом сечении из уравнения Бернулли для соседних участков. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
