|
|
Пояснительная записка к расчетнографической работе должна содержать титульный лист, формулировку задания, методику расчета (расчетные формулы), решение, основные выводы по работе, список используемых литературных источников
Пояснительная записка к расчетно-графической работе должна содержать титульный лист, формулировку задания, методику расчета (расчетные формулы), решение, основные выводы по работе, список используемых литературных источников.
Решение задачи необходимо разбить на отдельные пункты. Каждый пункт должен содержать: краткие пояснения производимых действий, расчетную формулу с расшифровкой принятых обозначений, подстановку численных значений входящих в формулу величин и результат расчета.
Все расчеты выполняются с соблюдением правил приближенных вычислений. Числовые значения величин должны содержать не более трех значащих цифр.
Механика жидкости и газа.
Расчет характеристик простого трубопровода
Рис. 1. Расчетная схема к задаче
Имеется два объема: №1 и №2.
В объемах имеется вода с паровой подушкой.
Абсолютные давления пара в объемах p1 и p
Геодезические отметки объемов h1 и h2.
Геодезическая отметка нижней части трубы h0
Длина трубопровода L с учетом всех изгибов и горизонтальных участков пусть определяется как двойная сумма полных высот
Трубопровод круглый, диаметр D
Вода насосом перекачивается из №1 в №2.
Расход воды Gсчитается заданным.
Определить величины:
Плотность ρ и вязкость ν воды по давлению в объеме №1 – по любым источникам, в т.ч. по графикам Приложения №№1,2.
Величины весов столбов воды со стороны входа и выход
Величину статического давления (подпора) на входе в насос1
Величину статического давления (противодавления) на выходе из насоса
Разность статических давлений
Потери на вязкое трение по длине трубы по формуле:
Коэффициент вязкого трения λ определить по формуле Альтшуля с учетом шероховатости Δ.
Величину шероховатости Δ брать из таблицы исходных данных для соответствующего варианта (столбец 9).
Число Рейнольдса определять по рассчитанному ранее значению скорости и по вязкости2, определенной из таблиц, графиков и др. источников.
Сравнить величину λ , полученную по формуле Альтшуля, с величиной, полученной по формуле Блазиуса
Определить потери на местных сопротивлениях по формуле Дарси.
Сумму коэффициентов местных сопротивлений Σξ определить, исходя из числа поворотов на 90° по схеме (каждый поворот ξ = 0.3), входа в трубу (ξ = 0.5) и выхода из трубы (ξ = 1.0).
Определить величину полных потерь скоростного напора
Сравнить величины  и  .
Вычислить их сумму .
Определить полную сумму разности статических давлений (п.5) и потерь скоростного напора (п.8) . Эта величина равна потребного напору выбираемого насоса.
Считать, что при номинальном расходе потери напора на местном сопротивлении, образуемом клапаном, должны в два раза превосходить естественные потери скоростного напора, определяемые в п.8., т.е.
Это возможно при условии, если
 .
Определить величину  .
Считая, что сопротивление клапана образовано круглой диафрагмой (шайбой) с центральным отверстием, определить диаметр d центрального отверстия.
Руководствоваться формулой для определения величины местного сопротивления диафрагмы
где F – площадь сечения трубы, f – площадь отверстия диафрагмы, ξ – коэффициент местного сопротивления.
Площадь сечения трубы определять из данного в варианте диаметра трубы D. Подобрать такое fи такойd, чтобы выполнялось условие (11).
Подбор величины относительной площади отверстия диафрагмы можно выполнить, построив график приведенной в п. 11 зависимости.
Рис. 2. Зависимость величины коэффициента местного сопротивления ξ от относительной площади диафрагмы  .
Отметив на оси ординат желательное значение коэффициента (например, ξ =12), на оси абсцисс определяем отношение площадей ( в данном случае 0.35).
Поскольку площади относятся как квадраты диаметров, относительный диаметр (отношение диаметров отверстия и трубы) определяем как
В нашем случае относительный диаметр равен
Если диаметр трубы равен, например, D=300, то диаметр отверстия диафрагмы равен d = 0.59∙300 = 177 мм.
Определить уточненную величину динамических потерь с учетом наличия регулирующей диафрагмы
Свести результаты таблицу, сохранив при этом результаты в промежуточных действиях:
Перепад высот между объемом №1 и насосом 
Перепад высот между объемом №2 и насосом 
Плотность воды ρ
Кинематическая вязкость ν
Вес столба воды со стороны объема №1 
Вес столба воды со стороны объема №2 
Полное статическое давление со стороны объема №1 
Полное статическое давление со стороны объема №2 
Разность статических давлений
Площадь трубы F
Скорость м/с
Число Рейнольдса Re
Коэффициент вязкого трения по Альтшулю
Коэффициент вязкого трения по Блазиусу
Потери на вязкое трение по длине трубы
Сумма местных сопротивлений
Потери на местных сопротивлениях
Полная потеря скоростного напора
Сумму разности статических давлений и потерь скоростного напора
Полный коэффициент вязкого трения
Полный коэффициент сопротивления
Оцененная величина требуемого коэффициента местного сопротивления на диафрагме регулирующего клапана
Величина относительной площади отверстия диафрагмы (по графику)
Величина относительно диаметра отверстия диафрагмы (как квадратный корень из относительной площади)
Диаметр отверстия диафрагмы d, определенный через относительный диаметр и диаметр трубы D
Величина динамических потерь на трубе с учетом сопротивления клапана
Приложение 1.
Зависимость плотности воды (ρ, кг/м3) от давления на линии насыщения в диапазоне 0.5 ÷ 1.3 МПа
Приложение 2.
Зависимость кинематической вязкости воды (ν, 10-6 м2/с) от давления на линии насыщения в диапазоне 0.5 ÷ 1.3 МПа
№№
вариантов
|
Массовый расход
G, кг/с
|
Абсолютное давление в объеме №1
P1 МПа
|
Абсолютное давление в объеме №2
P2 МПа
|
Геодезическая отметка насоса
h0, м
|
Геодезическая отметка объема №1
h1, м
|
Геодезическая отметка объема №2
h2, м
|
Диаметр трубы
D,мм
|
Шероховатость трубы
Δ, мм
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
1
|
300
|
0.6
|
6.0
|
-4.5
|
10
|
20
|
300
|
0.06
|
2
|
302
|
0.6
|
6.0
|
-4.6
|
10
|
20
|
300
|
0.08
|
3
|
310
|
0.62
|
6.0
|
-4.7
|
10
|
20
|
310
|
0.1
|
4
|
312
|
0.62
|
6.0
|
-4.8
|
10
|
20
|
310
|
0.12
|
5
|
320
|
0.64
|
6.2
|
-4.9
|
11
|
21
|
320
|
0.14
|
6
|
322
|
0.64
|
6.2
|
-5.0
|
11
|
21
|
320
|
0.16
|
7
|
330
|
0.66
|
6.2
|
-5.1
|
11
|
21
|
330
|
0.18
|
8
|
332
|
0.66
|
6.2
|
-5.2
|
11
|
21
|
330
|
0.2
|
9
|
340
|
0.68
|
6.5
|
-5.3
|
12
|
22
|
340
|
0.06
|
10
|
342
|
0.68
|
6.5
|
-5.4
|
12
|
22
|
340
|
0.08
|
11
|
350
|
0.7
|
6.5
|
-5.5
|
12
|
22
|
350
|
0.1
|
12
|
352
|
0.7
|
6.5
|
-5.6
|
12
|
22
|
350
|
0.12
|
13
|
360
|
0.72
|
6.6
|
-5.7
|
10.1
|
23
|
360
|
0.14
|
14
|
362
|
0.72
|
6.6
|
-5.8
|
10.2
|
23
|
360
|
0.16
|
15
|
370
|
0.74
|
6.6
|
-5.9
|
10.3
|
24
|
370
|
0.18
|
16
|
372
|
0.74
|
6.6
|
-6.0
|
10.4
|
24
|
370
|
0.2
|
17
|
380
|
0.8
|
7.0
|
-6.1
|
12.1
|
24
|
380
|
0.14
|
18
|
382
|
1.0
|
7.0
|
-6.2
|
12.2
|
24
|
380
|
0.16
|
19
|
390
|
1.2
|
7.2
|
-6.3
|
12.3
|
25
|
400
|
0.18
|
20
|
392
|
1.2
|
7.2
|
-6.4
|
12.5
|
25
|
400
|
0.2
|
1 Обратить внимание: абсолютные давления даны в мегапаскалях, веса столбов воды получатся в паскалях, необходимо выполнять действия в одних и тех же единицах - паскалях.
2 Обратить внимание: определенную по таблице Приложения 2 величину вязкости необходимо умножать на 10-6.
|
|
|
Скачать 83.5 Kb.