Гидравлический расчет сложного разветвленного трубопровода
Определение напоров в ответвлениях. Нахождение расходов, скоростей течения и потерь на всех участках трубопровода. Расчет изменений искомых параметров при изменении скорости конечного потребления. Построение графических характеристик разветвлений.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.02.2017 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Гидравлический расчет сложного разветвленного трубопровода
Оглавление
Задание
1. Теоретическая часть
2. Практическая часть
2.1 Расчетная часть с исходным данным
3.2 Расчетная часть при изменении скорости
3.3 Таблицы результатов
Выводы
Литература
Задание
Заданы напоры в конечных пунктах разветвленной водопроводной сети, линейные размеры трубопровода (), скорость течения, вязкость жидкости.
,, , , н = , , .
|
Величины |
Участки |
|||||||||
|
1. |
2. |
3. |
4. |
5. |
6. |
7. |
8. |
9. |
||
|
d, м |
402 |
402 |
180 |
402 |
156 |
402 |
136 |
402 |
156 |
|
|
L, м |
700 |
600 |
300 |
800 |
400 |
700 |
600 |
1200 |
200 |
|
|
, мм |
15 |
15 |
17 |
15 |
17 |
15 |
6 |
15 |
6 |
1. Определить напоры, , , , .
2. Найти расходы и скорости течения на всех участках разветвленного трубопровода.
3. Рассчитать изменение всех искомых параметров при изменении скорости в конечном пункте потребления.
Теоретическая часть
Системы трубопроводов в настоящее время являются самым эффективным, надёжным и экологически чистым транспортом для жидких и газообразных продуктов. Поэтому диаметр, длина, шероховатость и другие параметры варьируются в широких пределах. Вследствие этого, существуют различные классификации трубопроводов. Учитывая специфику данной работы, рассмотрим деление на простые и сложные трубопроводы.
Основные термины и определения
Простым трубопроводом называют трубопровод, по которому жидкость транспортируется без промежуточных ответвлений потока. Трубопровод может иметь постоянный диаметр по всей длине, или может состоять из последовательно соединенных участков разного диаметра.
Сложный трубопровод имеет разветвленные участки, состоящие из нескольких простых трубопроводов, между которыми распределяется жидкость, движущаяся внутри труб.
Узлами называются сечения трубопровода, в которых смыкаются несколько ветвей.
Сложный трубопровод в общем случае составлен из простых трубопроводов с разветвленными участками. В зависимости от структуры разветвленных участков различают следующие основные типы сложных трубопроводов: с параллельными ветвями, с концевой раздачей жидкости, с непрерывной раздачей жидкости, с кольцевыми участками. В практике встречаются также разнообразные сложные трубопроводы комбинированного типа. Трубопровод с параллельными соединениями - наиболее часто встречающийся тип сложного трубопровода, а трубопровод с кольцевыми участками - наиболее сложный для расчета.
Можно выделить три основные группы задач расчета сложных трубопроводов.
1-я задача. «Определение размеров труб по заданным в них расходам и перепадам напоров в питателях и приемниках».
2-я задача. «Определение перепадов напоров в питателях и приемниках по заданным расходам в трубах заданных размеров».
3-я задача. «Определение расходов в трубах заданных размеров по известным перепадам напоров».
Встречаются также задачи смешанного типа.
Для решения этих задач составляется система уравнений, которая устанавливает функциональные связи между параметрами, характеризующими потоки жидкости в трубах, т.е. между размерами труб, расходами жидкости и напорами. Эта система включает:
1) уравнение баланса расходов для каждого узла;
2) уравнение баланса напоров (уравнений Бернулли) для каждой ветви трубопровода.
Особенность гидравлической схемы работы трубопровода при параллельном соединении труб состоит в том, что все трубы работают под действием напора (рис. 1), который необходим для преодоления потерь напора по длине hl. При этом следует иметь в виду, что во всех ответвлениях параллельных труб потери напора будут одинаковыми.
.
Рис. 1
Расчет трубопровода при параллельном соединении труб сводится к составлению для каждого ответвления уравнения
, ,
и общего уравнения для расхода жидкости в трубопроводе
.
Отсюда
|
, , , |
При последовательном соединении простых трубопроводов разной длины и с различными диаметрами стык в стык, трубопровод представляет собой простой трубопровод, который можно разделить на несколько участков (см. рис. 2). Расчет такого трубопровода не представляет труда
Рис. 2. Последовательное соединение простых трубопроводов
|
. |
2. Практическая часть
3.1 Расчетная часть с исходным данным
а, Расчет на участке 8-К
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H8:
Расход
б, Расчет на участке 8-9:
Рассчитываем потери напора на участке:
Определяем расход на этом участке графоаналитическим методом:
· Задаемся рядом произвольных значений Q;
|
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q5 |
Q6 |
Q7 |
Q8 |
Q9 |
Q10 |
|
|
0 |
0,001 |
0,0015 |
0,002 |
0,0025 |
0,003 |
0,0035 |
0,004 |
0,0045 |
0,005 |
· Находим соответствующие средние линейные скорости щ
; ; ;
=0,1309; ; ; ;
· Рассчитываем соответствующие параметры Re:
· Рассчитываем соответствующие параметры
; ; ;
; ; ;
; ; .
· Находим потери hT для каждого значения Q
; ;
; ; ;
;; ;
; .
· Построить график hT = f(Q)
· Находим расход при потере hT = 0,0669;
Q9 = 0,0032 м3/с.
в, Расчет на участке 6-8:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H6:
г, Расчет на участке 6-7:
Рассчитываем потери напора на участке:
Определяем расход на этом участке графоаналитическим методом:
· Задаемся рядом произвольных значений Q;
|
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q5 |
Q6 |
Q7 |
Q8 |
Q9 |
Q10 |
|
|
0 |
0,0001 |
0,0005 |
0,001 |
0,0015 |
0,002 |
0,0025 |
0,003 |
0,0035 |
0,004 |
· Находим соответствующие средние линейные скорости щ
; ; ;
=0.1033; ; ; ; ;
· Рассчитываем соответствующие параметры Re:
· Рассчитываем соответствующие параметры
; ; ;
; ; ;
;; .
· Находим потери hT для каждого значения Q
; ;
; ; ;
;; ;
; .
· Построить график hT = f(Q)
· Находим расход при потере hT = 0,125;
Q7 = 0,001143 м3/с.
ё, Расчет на участке 4-6:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
· Рассчитываем соответствующие параметры
; ; ;
; ; ;
; ;
· Находим потери hT для каждого значения Q
; ;
; ; ;
;; ;
; .
· Построить график hT = f(Q)
напор разветвление трубопровод
· Находим расход при потере hT = 0, 2;
Q5 = 0,0042 м3/с.
з, Расчет на участке 2-4:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H2:
й, Расчет на участке 2-3:
Рассчитываем потери напора на участке:
Определяем расход на этом участке графоаналитическим методом:
· Задаемся рядом произвольных значений Q;
|
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Q5 |
Q6 |
Q7 |
Q8 |
Q9 |
Q10 |
|
|
0 |
0,0005 |
0,0010 |
0,002 |
0,003 |
0,004 |
0,005 |
0,006 |
0,007 |
0,008 |
· Находим соответствующие средние линейные скорости щ
; ; ;;
= 0.1180; ; ; ; ; .
· Рассчитываем соответствующие параметры Re:
· Рассчитываем соответствующие параметры
; ; ;
; ; ;
; ;
· Находим потери hT для каждого значения Q
; ;
; ; ;
;; ;
; .
· Построить график hT = f(Q)
· Находим расход при потере hT = 0,2824;
Q3 = 0,007204м3/с.
з, Расчет на участке 1-2:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H1:
3.2 Расчетная часть при изменении скорости
Принимаем хk = 0,15 м/с.
а, На участке 8-К
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H8:
Расход
б, Расчет на участке 8-9:
Рассчитываем потери напора на участке:
Определяем расход на этом участке графоаналитическим методом:
· график hT = f(Q)
· Находим расход при потере hT = 0,0669;
Q9 = 0,002872 м3/с.
в, Расчет на участке 6-8:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H6:
г, Расчет на участке 6-7:
Рассчитываем потери напора на участке:
· Построить график hT = f(Q)
· Находим расход при потере hT = 0,1616м;
Q7 = 0,001478 м3/с.
ё, Расчет на участке 4-6:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H4:
ж, Расчет на участке 4-5:
Рассчитываем потери напора на участке:
· График hT = f(Q)
Находим расход при потере hT = 0, 2916;
Q5 = 0,00457 м3/с.
з, Расчет на участке 2-4:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H2:
й, Расчет на участке 2-3:
Рассчитываем потери напора на участке:
· График hT = f(Q)
· Находим расход при потере hT = 0,4246;
Q3 = 0,009094м3/с.
з, Расчет на участке 1-2:
Рассчитываем расход жидкости на участке:
.
Скорость движения жидкости в этом участке?
Вычислить число Рейнольдса Re:
=> Режим турбулиннейный => Зон гидравлически гладких труб
Рассчитываем потери напора на участке:
Находим напора H1:
3.3 Таблицы результаты
При хК = 0,1 м/с.
|
Участок |
8-К |
8-9 |
6-8 |
6-7 |
4-6 |
4-5 |
2-4 |
2-3 |
1-2 |
|
|
Скорость щ, м/с |
0,1 |
0,167 |
0,125 |
0,0787 |
0,1343 |
0,2197 |
0,1674 |
0,283 |
0,223 |
|
|
Число Re |
2680 |
1741 |
3357 |
713 |
3600 |
2285 |
4487 |
3396 |
597п6 |
|
|
л |
0,0440 |
0,0367 |
0,0416 |
0,0897 |
0,0409 |
0,028 |
0,0387 |
0,0414 |
0,036 |
|
|
Потерь h(T), м |
0,0669 |
0,0069 |
0,058 |
0,125 |
0,0747 |
0,200 |
0,0824 |
0,2824 |
0,159 |
|
|
Расход Q, м3/с |
0,0127 |
0,0032 |
0,0159 |
0,00114 |
0,017 |
0,0042 |
0,0213 |
0,0072 |
0,028 |
При хК = 0,15 м/с.
|
Участок |
8-К |
8-9 |
6-8 |
6-7 |
4-6 |
4-5 |
2-4 |
2-3 |
1-2 |
|
|
Скорость щ, м/с |
0,15 |
0,1503 |
0,1723 |
0,1017 |
0,1840 |
0,239 |
0,22 |
0,357 |
0,2915 |
|
|
Число Re |
4020 |
1563 |
4618 |
922 |
4930 |
2487 |
5896 |
4288 |
7813 |
|
|
0,0397 |
0,0409 |
0,0384 |
0,069 |
0,0378 |
0,045 |
0,0361 |
0,039 |
0,0337 |
||
|
Потерь h(T), м |
0,0605 |
0,0605 |
0,1011 |
0,1616 |
0,13 |
0,2916 |
0,1329 |
0,4246 |
0,2538 |
|
|
Расход Q, м3/с |
0,019 |
0,0029 |
0,0219 |
0,0015 |
0,0234 |
0,0046 |
0,0279 |
0,0091 |
0,037 |
Выводы
Ш В этом трубопроводе имеют разные режим течения.
Ш Скорости жидкости и потери напора повышаются при повышении скорости в конечном пункте.
Ш Потерь напора можно описываться через функции от расхода жидкости в зависимости от пределов скорости.
Ш Графоаналитический метод позволяет быстро и удобно определить расход при даны потеря.
Литература
1. Арустамова Ц.Т., Иванников В.Г. Гидравлика: учеб. пособие. М.: Недра, 1995. - 198 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор схемы водоснабжения, трассировка водопроводной сети. Особенности гидравлического расчёта и составления схемы сети. Расчёт магистрали трубопровода, сложного ответвления, высоты водонапорной башни, равномерного распределения воды к потребителю.
курсовая работа [469,5 K], добавлен 29.05.2015Характеристика магистрального многониточного трубопровода. Назначение цеховых компрессорных станций. Гидравлический расчет нефтепровода. Определение объема резервуарных парков в системе. Расчет газопровода линейного участка КС Нюксеницкая – КС Юбилейная.
курсовая работа [953,5 K], добавлен 08.04.2015Определение максимальных нагрузок и расходов рабочей жидкости. Построение характеристики трубопровода. Определение давления насоса, необходимого для обеспечения функционирования гидроцилиндра. Расчёт гидравлических потерь в магистралях гидросистемы.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.04.2016Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода. Расчёт подачи свежего воздуха для разжижения вредных газов от взрывных работ при комбинированном способе проветривания. Необходимая производительность вентиляторов для всасывающего трубопровода.
контрольная работа [259,5 K], добавлен 04.12.2010Понятие и сущность потери напора (энергии) в местных гидравлических сопротивлениях. Общая характеристика и анализ течения жидкости в диффузорах и конфузорах, особенности оценки потерь в них. Методика и способы определения потерь в местных сопротивлениях.
реферат [630,9 K], добавлен 18.05.2010Скорость перемещения штока гидроцилиндра. Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости. Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости. Расчёт потерь давления в гидролиниях. Тепловой расчёт объемного гидропривода.
курсовая работа [849,3 K], добавлен 06.05.2015Расчет магистрального канала гидротехнического сооружения, определение равномерного движения жидкости по формуле Шези. Определение канала гидравлически наивыгоднейшего сечения, глубин для заданных расходов. Вычисление многоступенчатого перепада.
курсовая работа [193,2 K], добавлен 12.07.2009Механические методы воздействия в твердых породах. Проведение оценки давления гидроразрыва пласта. Расчет потерь давления на трение в лифтовой колонне при движении рабочей жидкости. Расчет скорости закачивания рабочей жидкости при проведении ГРП.
курсовая работа [248,2 K], добавлен 11.11.2013Гидравлический расчет приборов для измерения давления в жидкости. Определение силы и центра давления на плоские затворы. Расчет коротких трубопроводов при установившемся движении без учета вязкости жидкости. Истечение из отверстий при переменном напоре.
курсовая работа [613,6 K], добавлен 27.12.2012Проектирование комплексного гидроузла. Физико-технические характеристики грунтов основания. Гидравлические расчеты водосливной плотины. Конструирование подземного контура и фильтрационные расчеты. Гидравлический расчет пропуска строительных расходов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 21.12.2010Транспортно-экономическая характеристика района проектирования. Определение характеристик водосборного бассейна и расчетного расхода стока. Расчет водопропускных труб (круглых и прямоугольных). Проектирование и гидравлический расчет типовых малых мостов.
курсовая работа [412,4 K], добавлен 31.01.2016Расчет и построение батиграфических характеристик водохранилища, определение мертвого объема. Вычисление водохранилища сезонно-годового регулирования стока балансовым методом. Расчет методом Крицкого – Менкеля, трансформации паводка способом Качерина.
курсовая работа [63,0 K], добавлен 20.02.2011Определение классификационных характеристик глинистых и песчаных грунтов. Построение эпюры нормальных напряжений от собственного веса грунта. Расчет средней осадки основания методом послойного суммирования. Нахождение зернового состава сыпучего грунта.
контрольная работа [194,6 K], добавлен 02.03.2014Определение диаметров труб, их расходных характеристик. Расчет глубины и уклона дна трапецеидального канала, двухступенчатого перепада на сбросном канале, площади живого сечения. Скорость подхода потока к водосливу, к стенке. Высота водобойной стенки.
контрольная работа [145,3 K], добавлен 25.10.2012Расчет параметров систем разработки, определение геологических запасов руды блока. Оценка календарного графика подготовки блока. Расчет параметров отбойки руды. Построение календарного графика очистных работ. Достоинства и недостатки системы разработки.
курсовая работа [506,5 K], добавлен 29.12.2011Расчет изменения уровня нефти в резервуарах при перепаде температур. Расчет сил давления, действующих на плоские и криволинейные стенки. Гидравлический расчет трубопроводов. Выбор расположения насосных станций. Безнапорный приток жидкости к скважине.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.04.2011Построение гистограммы эмпирических частот и функций распределения. Расчет оценки характеристик положения и рассеивания. Проверка ряда на однородность. Построение эмпирических и аналитических кривых обеспеченностей и расходы воды различной вероятности.
контрольная работа [3,5 M], добавлен 30.05.2013Бурение хемогенных пород. Определение режима течения промывочной жидкости. Выбор диаметра цилиндровых втулок насоса. Исследование фильтрации газа и воды в пористых средах насыщенных трехфазной пеной. Расчет потерь давления в циркуляционной системе.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 05.06.2014Расчет основного и подпорного магистрального насоса. Пересчет характеристик основного и подпорного насосов с воды на вязкую жидкость. Определение числа насосных станций. Расстановка насосных станций по трассе нефтепровода. Расчет гидравлического уклона.
контрольная работа [737,8 K], добавлен 03.06.2015Определение основных балансовых запасов месторождения. Порядок расчета физико-механических свойств горных пород и горно-технологических параметров. Вычисление напряжений и построение паспорта прочности. Расчет и анализ горного давления вокруг выработки.
курсовая работа [282,6 K], добавлен 08.01.2013
