гидравлический расчет разветвленного трубопровода. Курсовая работа готовая корр 04.03.23. Выполнить гидравлический расчет трубопровода показанного на рисунке

Название	Выполнить гидравлический расчет трубопровода показанного на рисунке
Анкор	гидравлический расчет разветвленного трубопровода
Дата	08.04.2023
Размер	0.88 Mb.
Формат файла
Имя файла	Курсовая работа готовая корр 04.03.23.doc
Тип	Документы #1046797

Постановка задачи
Выполнить гидравлический расчет трубопровода показанного на рисунке

Определить Н_нас=Р_вх, d₃, d_4,если Q₃=1,5Q₄.
Как изменяться расходы при изменении вязкости в 1,3раза (увеличиться).

Исходные данные:

Проектный расход, Q=400м³/час

Перекачиваемая жидкость:

вязкость ν=30∙10^-6м²/с.

плотность ρ=830кг/м³

Температура перекачки____

эквивалентная шероховатость Δ=0,02мм

Рисунок 1 - Принципиальная схема перекачки нефти
Таблица 1 - Исходные данные

№	l, м	d, мм	z_н,м	z_к,м	р_н, кПа	р_к_,кПа	Q,м³/ч	Примечание
1	130	275	Z₁=2	Z=0	P₀₁=100	P_вх-?	400
2	170	250	Z_вых=0	Z_K	P_вых=1200	Р_K	400
3	220	?	Z_K	Z₃=8	Р_K	P₀₃=120
4	220	?	Z_K	Z₄=8	Р_K	P₀₄=120

Решение:
Перевод в СИ:

м³/ч=0,11111 м³/с

Данную схему можно разбить на 4 простых трубопровода, причем трубопровод 1 (l₁, d₁) является всасывающим и рассчитывается отдельно от сложного трубопровода, состоящего из трубы 2 (l₂, d₂), трубы 3 (l₃, d₃), трубы 4 (l₄, d₄) .

Составим уравнение Бернулли для трубопровода 1, относительно плоскости отсчета, проведенной через свободную поверхность жидкости в первом резервуаре. При этом начальное сечение соответствует свободной поверхности жидкости в первом резервуаре, а конечное сечение – на входе в насос.

,

где z₁ – высотная отметка начального сечения;

р₁ – избыточное давление на свободной поверхности в первом резервуаре;

z_вх – высотная отметка входа в насос;

р_вх – избыточное давление на входе в насос;

Σh₁ – суммарные потери напора в первом трубопроводе.

Это уравнение позволяет определить р_вх при известном расходе или, при известном р_вх, определить расход (задача второго типа на расчет простого трубопровода).

_{Давление на входе в насос:}

Определим число Рельнодса:

где

кинематическая вязкость жидкости.

Т.к

Значение

определяется по формуле Блазиуса (область гидравлически гладких труб):

мм – эквивалентная шероховатость

Потери напора:

м

где

- коэф-т сопротивления входа.

- коэф-т сопротивления вентиля.

Па

=87,88кПа

Составим систему уравнений Бернулли и уравнений расходов для разветвленной части трубопроводной сети.

Для трубопровода 2:

,

Обозначая , преобразуем уравнение к виду:

,

или

.

Для трубопровода 3:

.

Для трубопровода 4:

Уравнения расходов:

Полученные уравнения сведем в систему:

Определим напор в точке K

из уравнения

Определим число Рейнольдса:

Т.к

Значение

определяется по формуле Блазиуса (область гидравлически гладких труб):

Потери напора:

м

где

- коэф-т сопротивления вентиля

м

Т.к расходы

следовательно

м³/с

м³/с

Т.к в заданной схеме трубопроводов, надо определить диаметры трубопровода 3. В этом случае составляется уравнение Бернулли для трубопровода 3:

,

В соответствии с этими уравнениями решаем задачу третьего типа на расчет простого трубопровода (определение диаметра).

Для примера приведем расчет для

м

Определим число Рейнольдса:

Т.к

Значение

определяется по формуле Альтшуля (переходная область):

Потери напора:

м

_{Аналогично рассчитываем для других диаметров.}

Таблица 2 - Расчет трубопровода 3

,мм	50	60	70	80	90	100	110	120
Re	56 591	47 159	40 422	35 370	31 440	28 296	25 723	23 580
λ	0,0220	0,0226	0,0232	0,0231	0,0238	0,0244	0,0250	0,0255
,м	6062,51	2536,47	1225,87	642,98	379,00	239,43	160,67	113,82

Рисунок 2 - Характеристика трубопровода 3

Находим точку пересечения график с

м.

Опускаем перпендикуляр на ось d и находим d₃=0,11м=110мм

Принимаем d₃=110мм

Аналогично для трубопровода 4

Для примера приведем расчет для

м

Определим число Рейнольдса:

Т.к

Значение

определяется по формуле Блазиуса (область гидравлически гладких труб):

Потери напора:

м

_{Аналогично рассчитываем для других диаметров.}

Таблица 3 - Расчет трубопровода 4

,мм	50	60	70	80	90	100	110	120
Re	37 722	31 435	26 944	23 576	20 957	18 861	17 146	15 717
λ	0,0238	0,0246	0,0247	0,0255	0,0263	0,0270	0,0276	0,0283
,м	2914,55	1231,00	588,56	323,93	195,08	127,00	88,60	65,77

Рисунок 3 - Характеристика трубопровода 4

Находим точку пересечения график с

м.

Опускаем перпендикуляр на ось d и находим d₄=0,095м=95мм. Принимаем d₄=95мм

Как изменяться расходы при изменении вязкости в 1,3 раза

м²/с кинематическая вязкость жидкости.

Построим график уравнений трубопроводов 2,3 и 4 в координатах Н-Q.

Трубопровод 2:

Таблица 4 - Расчет трубопровода 2

,м³/с	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16
Re	0	2 612	5 224	7 835	10 447	13 059	15 671	18 282	20 894
λ	0	0,0443	0,0372	0,0336	0,0313	0,0296	0,0283	0,0272	0,0263
	147,38	147,08	146,35	145,25	143,82	142,06	139,99	137,63	134,97

Трубопровод 3:

Таблица 5 - Расчет трубопровода 3

,м³/с	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16
Re	0	5 936	11 872	17 808	23 743	29 679	35 615	41 551	47 487
λ	0	0,0360	0,0303	0,0274	0,0255	0,0241	0,0230	0,0222	0,0214
	20,28	37,93	80,49	143,87	226,26	326,50	443,76	577,40	726,91

Трубопровод 4:

Таблица 6 - Расчет трубопровода 4

,м³/с	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16
Re	0	6 873	13 746	20 619	27 492	34 365	41 239	48 112	54 985
λ	0	0,0347	0,0292	0,0264	0,0246	0,0232	0,0222	0,0221	0,0215
	20,28	55,40	139,96	265,71	429,03	627,61	859,77	1157,34	1467,69

После чего строим суммарный график

ветвей 3 и 4 путем сложения расходов при одинаковых напорах. (параллельное соединение)

Таблица 7 - Расчет суммарного графика ветвей 3 и 4

25	50	75	100	125	150	200
0,0133	0,0377	0,0531	0,0657	0,0767	0,0863	0,1037
0,0074	0,0209	0,0295	0,0365	0,0425	0,048	0,0577
0,0207	0,0586	0,0826	0,1022	0,1192	0,1343	0,1614

Находим точку пересечения графиков Н₂(Q) с суммарного графика ветвей 3 и 4 (точка А)

Опускаем перпендикуляр на ось Q и находим Q=0,1283м³/c

Расход во 2 трубопроводе будет Q₂=1,283м³/c

Расход в 3 трубопроводе будет Q₃=0,0825м³/c

Расход в 4 трубопроводе будет Q₄=0,0458м³/c

Рисунок 4 - Суммарная характеристика трубопроводов

Список литературы

1. Сборник задач по машиностроительной гидравлике: Учеб. пособие для машиностроительных вузов / Д.А. Бутаев, З.А. Калмыкова, Л.Г. Подвизда и др.; Под ред. И.И. Куколевского, Л.Г. Подвизда. – 5-е изд., стереотипное. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 448с., ил.

2. Гидромеханика: учеб. пособие по решению задач / Л. Н. Раинкина - М.: Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005. - 131 с.

3. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учеб. для втузов / Т. М. Башта, Б. Б. Некрасов, С. С. Руднев. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.: ил.