Реферат: Гидравлический расчет трубопроводных систем

. Расчет и построение пьезометрической линии

Скоростные напоры в трубах:

Пьезометрические напоры в сечениях трубопроводов:

h_a = H_a - H_1ск = 1.278 - 0.0235= 1.2545 м,

h_b =H_b - H_1ск=1.2545-0.0235 = 1.231 м,

h_c =H_c - H_1ск=1.231 - 0.0235 =1.2075 м,_e= H_e - H_1ск=1.2075-0.0235 =1.18 4м,_k =H_k - H_2ск=1.184-0.0073= 1.1767м,_m = H_m - H_2ск=1.1767-0.0073=1.1694м,_n = H_n - H_3ск=1.1694-0.1193 =1.0501м,_f = H_f - H_3ск=1.0501-0.1193 = 0.9308м,

 

Результаты расчетов наносим на рис. 2 (пьезометрическая линия).

Рис 2. Напорная пьезометрическая линия.

7. Расчет и построение напорной характеристики

Используя уравнение расхода  выразим:

Найдем гидравлическое сопротивление системы:

Напорная характеристика трубопровода

В таблице приведены значения потерь напора, а на рис.3 - график напорной характеристики трубопровода.

Таблица 1

	1	2	4	5	6
	0,0036	0,0146	0,0584	0,1314

Рис. 3. Напорная характеристика трубопровода.

II. Расчет всасывающего трубопровода насосной установки

Насос перекачивает воду при температуре t = 50⁰C, расходе Q = 35 м³/ч, частоте вращения n = 1500 об/мин. Трубопровод стальной, длиной l=10, эквивалентом шероховатости k_экв= 1,4 мм; имеет приемный (обратный) клапан, один поворот (колено) 90⁰ (R=2d). ξ_клапан=6; ξ_{поворот}=0.7 (угол 90⁰,R=2∙d). Плотность воды.

Требуется:

Определить диаметр всасывающего трубопровода и предельную теоретическую высоту установки (всасывания) центробежного насоса с учетом и без учета запаса, обеспечивающего отсутствие кавитации.

Рис 4. Схема всасывающего трубопровода.

 

1. Расчет скорости и диаметра

Из формулы расхода выражаем диаметр трубы:

,

 

где Q - расход, S - площадь сечения, V - скорость всасывания.

V_{всасывания} может быть от 0.62 м/с

Возьмем V = 1.5 м/с, тогда диаметр равен:

 

Берем близкий по значению диаметр d=100 мм

 

2. Расчетная высота установки насоса

Составляем уравнение Бернулли для двух сечений, приняв плоскость сравнения на уровне свободной поверхности жидкости в питающем резервуаре:

 

где ∆h - потери напора.

z₁=z_н, т.к. высота z₂ соответствует высоте насоса.

V₁=0, т.к. на сечении 1-1 отсутствует движение жидкости.

V₂=V, т.к. скорость воды в трубопроводе постоянна.

α₁=α₂=1 принимаем коэффициент Кориолиса за единицу.

p₁=p_атм, т.к. на сечении 1-1 только атмосферное давление.

z₁=0, т.к. на сечении 1-1 нулевая отметка высоты.

Получим

 

где потери напора ∆h на участке трубопровода от сечения I-I и II-IIдлинойl вычисляется:

 

Для определения режима жидкости вычисляем число Рейнольдса. Коэффициент кинематической вязкости воды при температуре t = 50⁰C, равен = 0.556 ∙ 10^-6

 

Тогда значение критической зоны турбулентности

 

Трубопровод работает в переходном режиме. λ рассчитывается по формуле Альтшуля:

Подставляем значения и находим потери напора.

Давление насыщенного водяного пара перекачиваемой жидкости р_{н. п} (табл.) _t=50=1221 Па;

Атмосферное давление p_атм (Иркутск) = 95673 Па;

 

3. Расчет кавитационного запаса

Поскольку кавитация приводит к быстрому разрушению материала рабочих колес и ненормальной работе насосов, разрежение в насосе не должно превышать определённого предела, обеспечивающего отсутствие кавитации.

Значение кавитационного запаса ∆h_кав вычисляется:

Тогда, предельная теоретическая высота установки центробежного насоса с учетом запаса, обеспечивающего кавитации, равна

Заключение

В ходе решения первой задачи в курсовой работе производился расчет короткого трубопровода. Были найдены потери напора в отдельных его элементах (в трубах и местных сопротивлениях), а так же полные потери напора. В ходе решения были рассчитаны значения полных и статистических напоров в точках a, b, c, e, k, m, n, f и построены напорная и пьезометрическая линии; рассчитана и построена гидравлическая характеристика трубопровода ; были определены потери напора в трубопроводе при заданном расходе.

В ходе решения второй задачи курсовой работы был определен диаметр всасывающего трубопровода при заданном расходе, рассчитана предельная теоретическая высота установки (всасывания) центробежного насоса с учетом и без учета запаса, обеспечивающего отсутствие кавитации.

Список использованной литературы

1.       Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учеб. для вузов. - М.: Альянс, 2011. - 422с.

2.      Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика. - М.: Высш. Шк., 2008. - 198с.

.        Лапшев Н.Н. Гидравлика. - М.: Академия, 2007.

.        Сайриддинов С.Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: Учеб пособие. М.: Издательство АСВ, 2008. - 352с.

.        Чугаев Р.Р. Гидравлика. - М.: БАСТЕТ, 2008. - 671с.

Рекомендуемая литература:

. Чугаев Р.Р. Гидравлика. - М.: БАСТЕТ, 2008. - 671 с.

. Лапшев Н.Н. Гидравлика. - М.: Акдемия, 2007.

. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика. - М.: Высш. шк., 2008. - 198 с.

. Сайриддинов С.Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: Учеб. пособие. М.: Издательство АСВ, 2008. - 352 с.

. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учеб. для вузов/ Т.М. Башта [и др.] - М.: Альянс, 2011. - 422 с.