Расчет технологической схемы воздухоснабжения промышленного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет непрерывного образования

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Расчет технологической схемы воздухоснабжения промышленного предприятия»

Студент __Cычев А.В.

Москва - 2017 г.



В курсовом проекте производится расчет технологической схемы воздухоснабжения промышленного предприятия.

Основными задачами курсового проекта являются:

- систематизация, закрепление и расширение теоретических знаний по курсу «Технологические энергоносители предприятий»;

- приобретение навыков практического применения теоретических знаний;

- накопление опыта выполнения специальных теплотехнических расчетов с использованием справочной литературы;

- закрепление специальной терминологии промтеплоэнергетики.

Исходными данными для выполнения курсового проекта являются:

- схема воздуховодной сети с указанием длин всех участков, расходов каждого потребителя и мест расположения арматуры и оборудования;

- давление на выходе из компрессорной станции и у потребителей.

Основными разделами курсового проекта являются:

- гидравлический расчет всех участков разветвленной тупиковой сети с определением диаметров трубопроводов и потерь давления;

Курсовая работа заключается в гидравлическом расчете разветвленной тупиковой воздуховодной сети.

Исходные данные:

- давление на выходе из компрессорной станции 800 кПа;

- давление у потребителей 600 кПа.

Условные обозначения на схемах:

КС - компрессорная станция;

- задвижка;

Размещено на http://www.allbest.ru/

- сальниковый компенсатор;

- водомаслоотделитель.

Возможные схемы воздухоснабжения:



Дано:

Таблица 1

Расходы воздуха на потребителей, м³/мин

Вариант	V1	V2	V3	V4	V5	V6	V7	V8	V9
20	5	8	12	15	18	13	11	19	25

Таблица 2

Длины участков воздуховодной сети, м

Вариант	l0	l1	l2	l3	l4	l5	l6	l7	l8	l9	l10
20	25	150	280	135	145	115	110	85	65	100	75

Таблица - 3. Эквивалентные длины местных сопротивлений

Решение:

Определяется главная магистраль.

Рассчитывается главная магистраль:

L_max =l₀+l₁+l₂+l₇+l₉=25+150+280+85+100=640 м

Главная магистраль

L_max=640 м

Рассчитывается максимальное удельное падение давления на главной магистрали по формуле:

, Па/м

где: Pн и Pк - соответственно давления на выходе из компрессорной станции и у потребителей, Па.

a= (800-600):640=0,31 кПа/м

Определяется эквивалентная длина каждого участка главной магистрали по формуле:

l_эк = (1,1-1,15)?l_г, м

где: l_г - геометрическая длина участка, м.

l_0эк=1,12*25=28 м

l_1эк=1,12*150=168 м

l_2эк=1,12*280=313,6 м

l_3эк=1,12*135=151,2 м

l_4эк=1,12*145=162,4 м

l_5эк=1,12*115=128,8 м

l_6эк=1,12*110=123,2 м

l_7эк=1,12*85=95,2 м

l_8эк=1,12*65=72,8 м

l_9эк=1,12*100=112 м

Определяется расходы на всех участках сети

=V₁+V₅+V₆+V₇+V₄+V₃+V₂=5+18+13+11+15+12+8=82 м³/мин=1,36 м³/с

=V₃+V₂+V₄+V₇+V₆=12+8+15+11+13=59 м³/мин=0,98 м³/с

=V₄+V₂+V₃=15+8+12=35 м³/мин=0,58 м³/с

=V₄=15 м³/мин=0,25 м³/с

=V₇+V₆=11+13=24 м³/мин=0,4 м³/с

=V₅=18 м³/мин=0,30 м³/с

=V₇=11 м³/мин=0,18 м³/с

=V₂+V₃=8+12=20 м³/мин=0,33 м³/с

=V₁=5 м³/мин=0,083 м³/с

=V₃=12 м³/мин=0,2 м³/с

Дальнейший расчет каждого из участков главной магистрали ведется последовательно по направлению от потребителя к компрессорной станции.

Расчёт падения давления на главной магистрали.

Определяется падение давления на девятом участке по формуле:

ДP₉=a?l_г9, Па

ДP₉=0,31?10³ ?100=31?10³, Па

Определяется среднее давление на девятом участке:

Р_ср9=Рн+ ДP₉:2

Р_ср9=600+ 31:2=615,5 кПа=615,5?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на девятом участке по формуле:

=0,11 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст9=106 мм=0,106 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на девятом участке вида оборудования , м.

Компенсатор сальниковый:

=1,5 м

Масловодотделитель:

=18,0 м

Определяется фактическая длина на девятом участке

l_ф9=l_г9 +=100+1,5+18=119,5м

Определяется фактическое падение давления на девятом участке:

ДP_ф9=1220*,

ДP_ф9=1220*=1285,7 Па=1,28 кПа

Определяется падение давления на седьмом участке по формуле:

ДP₇=a?l_г7, Па

ДP₇ =0,31*10³* 85=26,35*10³ Па

Определяется среднее давление на седьмом участке:

Р_ср7=Р_ср9 + ДP₇:2

Р_ср7=615,5+ 26,35:2=813,17 кПа=628,67?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на участке по формуле:

=0,067 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст7 =69 мм=0,069 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.масловодотелитель

=10,4 м

Определяется фактическая длина на седьмом участке

lф₇= l_г7+ =85+10,4=95,4 м

Определяется фактическое падение давления на седьмом участке семь:

ДP_ф7=1220*,

ДP_ф7 =1220*=25000 Па=25,0 кПа

Определяется падение давления на втором участке по формуле:

ДP₂=a?l_г2, Па

ДP₂ =0,31*10³ 280=86,6*10³ Па

Определяется среднее давление на втором участке:

Р_ср2=Р₇ + ДP₂:2

Р_ср2=628,67+ 86,6:2=671,97 кПа=671,97?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на втором участке по формуле:

=0,082 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст2=81 мм=0,081 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на втором участке вида оборудования , м.

Компенсатор сальниковый:

=1,0 м

Определяется фактическая длина второго участка

lф₂=l_г2+=280+1,0=281,0 м

Определяется фактическое падение давления на втором участке :

ДP_ф2=1220*,

ДP_ф2 =1220*=85000 Па=85,00 кПа

Определяется падение давления на первом участке по формуле:

ДP₁=a?l_г1, Па

ДP₁=0,31 ?150=46,5?10³, Па

Определяется среднее давление на первом участке

Р_ср1=Р₂ + ДP₁:2

Р_ср1=676,99+ 46,5:2=823,25 кПа=700,24?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на первом участке по формуле:

=0,102 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст1=106 мм=0,106 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на первом участке вида оборудования , м.

Задвижка

=3,0 м

Определяется фактическая длина первого участка

l_ф1=l_г1+=150+3=153 м



Определяется фактическое падение давления на первом участке:

ДP_ф1=1220*,

ДP_ф1=1220*=3657,1 Па=3,6 кПа

Определяется падение давления на начальном участке по формуле:

ДP₀=a?l_г0, Па

ДP₀=0,31 ?25*10³ =7,75?10³, Па

Определяется среднее давление на начальном участке:

Р_ср0=Р_ср1 + ДP₀:2

Р_ср0=700,24+ 7,75:2=704,12 кПа=704,12?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на начальном участке по формуле:

=0,113 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст0=106 мм=0,106 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на начальном участке вида оборудования , м.

Масловодотделитель:

=18,0 м

Определяется фактическая длина на начальном участке:

l_ф0=l_г0+=25+18=43 м

Определяется фактическое падение давления на начальном участке:

ДP_ф0=1220*,

ДP_ф0=1220* =20000 Па=20,0 кПа

Результат расчётов главной магистрали

№	Lэк,м	V,м3/c	ДP,Па	Рср,Па	d,м	dcт,м	Lф,м	ДP,Па
9	112	0,2	31100	615500	0,110	0,106	119,5	1285,7
7	95,2	0,33	26351	628670	0,067	0,069	95,4	25000
2	313,6	0,58	86600	671970	0,082	0,081	281,0	85000
1	168	0,98	46500	700240	0,102	0,106	153,0	36571
0	28	1,36	7750	704120	0,113	0,106	43,0	20000

Суммарные потери давления=167856,7 Па

Расчёт простого ответвления №1.

L₁ =l₉+l₇=100+85=185 м

Расчёт падения давления на простом . Рассчитывается максимальное удельное падение давления на простом ответвлении по формуле:

, Па/м



где: Pн и Pк - соответственно давления на выходе из компрессорной станции и у потребителей, Па.

a= (676,99-600):185=0,42 кПа/м

Определяется падение давления на девятом участке по формуле:

воздухоснабжение разветвленный сеть трубопровод

ДP₉=a?l_г9, Па

ДP₉=0,42?10³ ?100=42,00?10³, Па

Определяется среднее давление на девятом участке:

Р_ср9=Рн+ ДP₉:2

Р_ср9=600+ 42,00:2=621,00 кПа=621,00?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на девятом участке по формуле:

=0,053 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст9=50 мм=0,05 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на девятом участке вида оборудования , м.

Компенсатор сальниковый:

=0,8 м

Масловододелитель:

=9,7 м

Определяется фактическая длина на девятом участке

l_ф9=l_г9 + =100+0,8+9,7=110,5 м

Определяется фактическое падение давления на девятом участке:

ДP_ф9=1220*,

ДP_ф9=1220*=57142 Па=57,14 кПа

Определяется падение давления на седьмом участке по формуле:

ДP₇=a?l_г7, Па

ДP₇ =0,42*10³* 85=35,7*10³ Па

Определяется среднее давление на седьмом участке:

Р_ср7=Рн+ ДP₇:2

Р_ср7=600+ 35,7:2=617,85 кПа=617,85?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на седьмом участке по формуле:

=0,054 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст7 =50 мм=0,05 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на седьмом участке вида оборудования , м.

Масловододелитель

=9,7 м

Определяется фактическая длина на седьмом участке:

Lф₇=l_г7+ =85+9,7=94,7 м

Определяется фактическое падение давления на втором участке :

ДP_ф7=1220*,

ДP_ф7 =1220*=142857 Па=142,28 кПа

Результат расчётов участков простого ответвления №1

№	lэк,м	V,м3/c	ДP,Па	Рср,Па	d,м	dcт,м	lф,м	ДP,Па
9	112,0	0,2	42000	621000	0,053	0,05	110,5	57142
7	95,2	0,33	35700	617850	0,054	0,05	94,7	142,85

Суммарные потери давления=57284,85Па

Расчёт простого ответвления №2.

L₂ =l₄+l₆=110+145=255 м

Рассчитывается максимальное удельное падение давления на простом ответвлении по формуле:

, Па/м

где: Pн и Pк - соответственно давления на выходе из компрессорной станции и у потребителей, Па.

a= (700,24-600):255=0,39 кПа/м

Определяется падение давления на шестом участке по формуле:

ДP₆=a?l_г6, Па

ДP₆=0,39?10³ ?110=42,9?10³, Па

Определяется среднее давление на шестом участке:

Р_ср6=Рн+ ДP₆:2

Р_ср6=600+ 42,9:2=621,45 кПа=621,45?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на шестом участке по формуле:

=0,054 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст6=50 мм=0,05 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на шестом участке вида оборудования , м.

Задвижка:

=1,6 м

Компенсатор сальниковый:

Масловодотделитель:

Определяется фактическая длина на шестом участке

l_ф6=l_г6 + =110+1,6+0,8+9,7=122,1 м

Определяется фактическое падение давления на шестом участке:

ДP_ф6=1220*,

ДP_ф6=1220*=57142,8 Па=57,14 кПа

Определяется падение давления на четвертом участке по формуле:

ДP₄=a?l_г4, Па

ДP₄ =0,39*10³* 145=56,55*10³ Па

Определяется среднее давление на четвертом участке:

Р_ср4=Рн+ ДP₄:2

Р_ср4=600+ 56,55:2=628,28 кПа=628,28?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на четвертом участке по формуле:

=0,070 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст4 =69 мм=0,069 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на четвертом участке вида оборудования , м.

Масловододелитель:

=10,4 м

Определяется фактическая длина на четвертом участке:

lф₄=l_г4+ =145+10,4=155,4 м

Определяется фактическое падение давления на четвертом участке :

ДP_ф4=1220*,

ДP_ф4 =1220*=23562,5 Па=23,56 кПа

Результат расчётов участков простого ответвления №2

№	lэк,м	V,м3/c	ДP,Па	Рср,Па	d,м	dcт,м	lф,м	ДP,Па
6	123,2	0,18	42900	621450	0,054	0,05	122,1	57142,8
4	162,4	0,4	56550	62828	0,070	0,069	155,4	23562,5

Суммарные потери давления=80705,3 Па

Расчёт простого ответвления №3.

L₃ =l₈ =65 м

Рассчитывается максимальное удельное падение давления на простом ответвлении по формуле:



, Па/м

где: Pн и Pк - соответственно давления на выходе из компрессорной станции и у потребителей, Па.

a= (704,12-600):65=1,6 кПа/м

Определяется падение давления на восьмом участке по формуле:

ДP₈=a?l_г8, Па

ДP₈=1,6?10³ ?65=104?10³, Па

Определяется среднее давление на восьмом участке:

Р_ср8=Рн+ ДP₈:2

Р_ср8=600+104:2=652,00 кПа=652,00?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на восьмом участке по формуле:

=0,029 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст8=32 мм=0,032 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на пятом участке вида оборудования , м.

Масловододелитель:

Определяется фактическая длина на восьмом участке

l_ф8=l_г8 + =65+8=73,0 м

Определяется фактическое падение давления на восьмом участке:

ДP_ф8=1220*,

ДP_ф8=1220*=90000 Па=90,0 кПа

Результат расчётов участков простого ответвления №3

№	lэк,м	V,м3/c	ДP,Па	Рср,Па	d,м	dcт,м	lф,м	ДP,Па
8	72,8	0,4	104000	652000	0,029	0,032	73,0	90000

Расчёт простого ответвления №4.

L₄ =l₅ =115 м

Рассчитывается максимальное удельное падение давления на простом ответвлении по формуле:

, Па/м

где: Pн и Pк - соответственно давления на выходе из компрессорной станции и у потребителей, Па.

a= (704,12-600):115=0,9 кПа/м

Определяется падение давления на пятом участке по формуле:

ДP₅=a?l_г5, Па

ДP₅=0,9?10³ ?115=103,5?10³, Па

Определяется среднее давление на пятом участке:

Р_ср5=Рн+ ДP₅:2

Р_ср5=600+ 103,5:2=651,75 кПа=651,75?10³ Па

Определяется диаметр трубопровода на пятом участке по формуле:

=0,053 м

По таблице 4 выбираем ближайший стандартный диаметр трубопровода d_ст, м.

d_ст5=50 мм=0,050 м

По таблице 4 определяется эквивалентная длина местного сопротивления для каждого установленного на пятом участке вида оборудования , м.

Масловододелитель:

=9,7 м

Задвижка:

=1,6 м

Определяется фактическая длина на пятом участке

l_ф5=l_г5 + =1,6+9,7+115=126,3 м

Определяется фактическое падение давления на пятом участке:

ДP_ф5=1220*,

ДP_ф5=1220*=150000 Па=150,00 кПа

Результат расчётов участков простого ответвления №4

№	lэк,м	V,м3/c	ДP,Па	Рср,Па	d,м	dcт,м	lф,м	ДP,Па
5	128,8	0,3	103500	651750	0,053	0,05	126,3	150000

Размещено на Allbest.ru

...