Определение параметров водовоздушных баков для защиты трубопроводов от недопустимого повышения давления при переходных процессах
Использование водовоздушных баков в напорных системах водоподачи в качестве средства защиты от гидравлического удара. Обоснование влияния водовоздушных баков на переходные процессы при автоматической работе насосных станций. Определение параметров баков.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.05.2018 |
| Размер файла | 43,9 K |
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/
Определение параметров водовоздушных баков для защиты трубопроводов от недопустимого повышения давления при переходных процессах
М.С. Али, С.А. Комков
ФГОУ ВПО МГУП, г. Москва, Россия
Использование водовоздушных баков в напорных системах водоподачи в качестве средства защиты от гидравлического удара известно достаточно давно. Имеется относительно много способов их расчета. Есть методы, дающие возможность обосновать влияние водовоздушных баков на переходные процессы при автоматической работе насосных станций. Однако нет точных методов определения параметров самих водовоздушных баков.
Водовоздушные баки (ВВБ) - это стальные сосуды, установленные на трубопроводе и заполненные в верхней части воздухом примерно на 1/3 при статическом давлении. ВВБ устанавливают обычно вертикально в начале напорного трубопровода и соединяются с ним посредством соединительной линии. Они успешно гасят гидравлические удары и не допускают вакуума вблизи мест их установки. При гидравлическом ударе, сопровождающемся повышением давления, часть воды из трубопровода по соединительной линии втекает в бак и сжимает находящийся там воздух, при этом давление снижается за счет амортизирующих свойств воздуха. При понижении давления в процессе гидравлического удара воздух в баке расширяется, и часть воды из ВВБ вытекает в трубопровод, заполняет возможные разрывы сплошности потока, не допуская в трубах образования вакуума и последующего значительного повышения давления. Таким образом, воздух в ВВБ служит упругим элементом, компенсирующим изменение объема жидкости в трубопроводе.
Для решения задач, связанных с изменением режима работы насосных станций закрытых оросительных систем, наиболее пригодна методика расчета переходных процессов, разработанная на кафедре Насосы и насосные станции МГУП [1, 2].
Для определения повышения и понижения давления при переходных процессах существует ряд программ на ЭВМ. Это, например, программа К.П. Вишневского, созданная в нашей стране, и американская программа для моделирования гидравлического удара AFT Impulse. Однако эти программы не позволяют полностью выполнить весь расчет.
Для определения параметров водовоздушного бака авторами выполнено прямое интегрирование и совместное решение с помощью программы Matlabe трех дифференциальных уравнений:
уравнение неразрывности потока при наличии водовоздушной емкости
водовоздушный бак насосный гидравлический
, (1)
где и - неизвестные функции (напор и скорость движения воды); - координата, м;
- время, с; - скорость распространения ударных волн, м/с; - ускорение свободного падения, м/с2;
уравнение неустановившегося движения жидкости
, (2)
где - диаметр трубопровода, м; - коэффициент сопротивления на трение по длине трубопровода;
уравнение, выражающее закон изменения объема воздуха при изменении давления в водовоздушной емкости
, (3)
где - площадь поперечного сечения трубопровода, м2; - длина трубопровода, м;
- атмосферное давление, м; - расчетный напор в трубопроводе, м; - суммарный коэффициент сопротивления трубопровода.
В результате численного интегрирования были получены два графика, которые показаны на рисунке. При их составлении предлагался изотермический закон изменения объема воздуха, поскольку воздух имеет сравнительно малую теплоемкость и все время соприкасается с водой, температура которой примерно постоянна.
График зависимостей и .
Для определения параметров ВВБ нужно провести следующие расчеты.
1. Определить максимальное относительное превышение напора над статическим уровнем , который равняется
, (4)
где - абсолютный максимально допустимый напор в трубопроводе, ; - абсолютный статический напор при нулевой скорости течения воды в трубопроводе, м.
2. Определить объем воздуха при статическом давлении, который равен
, (5)
где - площадь поперечного сечения трубопровода, м2; - длина трубопровода, м; - скорость установившегося течения жидкости, м/с; - абсолютный статический напор при нулевой скорости течения воде в трубопроводе, м; - коэффициент, зависящий от (рисунке).
3. Определить объем ВВБ, который должен быть примерно на 30% больше , тогда
. (6)
4. Как известно, гидравлический удар протекает в виде волнового процесса, сопровождающегося периодами повышения и снижения напора. Поэтому необходима проверка достаточности объема ВВБ по условиям расширения в нем воздуха при снижении напора. При недостаточном объеме ВВБ во время понижения напора часть воздуха попадает в трубопровод и будет безвозвратно потеряна, а образовавшиеся в трубопроводе воздушные скопления создадут трудности при его эксплуатации. Для проведения такой проверки необходимо определить (- минимальное относительное превышение напора над статическим уровнем, зависящее от ) при известном значении по графику на рисунке.
5. Определить минимальный напор, который может возникнуть в ВВБ, в таком случае он равен
. (7)
6. Определить объем ВВБ при расширении объем воздуха, который равен
, (8)
при этом должно сохраняться условие , где объем ВВБ () определен по условиям повышения напора.
7. Если указанное условие в п. 6 не выполняется, то принимаем
. (9)
8. Отношение высоты ВВБ к его диаметру принимается равным 1,5…2.
Для проверки достоверности определения параметров ВВБ по вышеприведенным формулам был проведен ряд расчетов для 10 насосных станций в Сирии. Результаты полностью совпадали.
Выводы
1. Для определения параметров водовоздушного бака можно использовать вышеизложенные формулы.
2. Отношение между высотой бака и его диаметром должно равняться 1,5…2.
3. Расстояние от насосных агрегатов до водовоздушного бака не должно быть меньше 50d (где d - диаметр напорного трубопровода).
Библиографический список
1. Бегляров Д.С. Повышение надежности и эффективности работы закрытых оросительных систем. М.: МГУП. 1996. 140 с.
2. Вишневский К.П. Переходные процессы в напорных системах водоподачи. М.: Агропромиздат. 1986. 135 с.
3. Дикаревский В.С., Зырянов В.П., Татура А.В. Противоударная защита закрытых оросительных систем. М.: Колос. 1981. 80 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение тепловых нагрузок и расхода топлива производственно-отопительной котельной; расчет тепловой схемы. Правила подбора котлов, теплообменников, баков, трубопроводов, насосов и дымовых труб. Экономические показатели эффективности установки.
курсовая работа [784,4 K], добавлен 30.01.2014Стабилизационная обработка воды. Определение полной производительности станции. Расчет емкостей расходных и растворных баков. Расчет хлораторной установки, горизонтальных отстойников, вихревого смесителя, песколовки, сгустителей и резервуара чистой воды.
курсовая работа [603,6 K], добавлен 01.02.2012Характеристика используемой топливной пары. Выбор компоновочной схемы двигателя. Разработка пневмогидравлической схемы двигателя. Работа ПГС изделия при запуске. Работа ПГС изделия в полете. Остановка двигательной установки. Габариты топливных баков.
дипломная работа [428,3 K], добавлен 03.10.2008Методы определения производительности очистной станции, которая представляет собой объединенную систему сооружений, на которых производится ряд последовательных операций по очистке воды. Определение размеров растворных и расходных баков для коагулянта.
курсовая работа [764,8 K], добавлен 01.05.2012Расчет удельных расходов топлива на отпуск теплоты и электрической энергии, собственные нужды и теплопотери в сетях. Подбор электрогенерирующего оборудования с целью разработки проекта теплоснабжения р.п. Костюковка. Установка баков-аккумуляторов.
курсовая работа [670,7 K], добавлен 31.10.2013Понятие и функции очистных сооружений на предприятии. Изучение технологических процессов водоснабжения и водоотведения; требования к качеству воды. Расчёт растворных и расходных баков, трубопровода, фильтров и резервуаров хозяйства, подбор оборудования.
курсовая работа [306,7 K], добавлен 13.02.2014Разработка гидравлического циклического привода пресса ПГ-200 для изготовления металлочерепицы. Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя. Выбор насосной установки и гидроаппаратуры. Расчет потерь давления в аппаратах и трубопроводах.
курсовая работа [214,7 K], добавлен 20.03.2017Составление принципиальной гидравлической схемы привода. Разработка циклограммы работы гидропривода. Расчет временных, силовых и кинематических параметров цикла. Определение типа насосной установки. Нахождение потребного давления в напорной гидролинии.
контрольная работа [290,2 K], добавлен 23.12.2014Рассмотрение механизма протекторной защиты от коррозии, ее преимуществ и недостатков. Построение схемы протекторной защиты. Определение параметров катодной защиты трубопровода, покрытого асфальтобитумной изоляцией с армированием из стекловолокна.
контрольная работа [235,4 K], добавлен 11.02.2016Рассмотрение принципов работы гидросхемы. Расчет максимальной возможной нагрузки действующей на проектируемый привод. Составление расчетной схемы и определение параметров исполнительного гидравлического двигателя. Обоснование выбора рабочей жидкости.
курсовая работа [645,6 K], добавлен 26.10.2011Определение плотности, вязкости и давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости. Подбор насосного оборудования магистральных насосных станций. Определение потерь напора в трубопроводе. Выбор магистральных насосов, резервуаров и дыхательных клапанов.
курсовая работа [630,4 K], добавлен 06.04.2013Описание САР и её основных частей, правила техобслуживания. Определение координаты точек САР на диаграмме Вышнеградского. Определение значений настроечных параметров автоматических регуляторов, обеспечивающих оптимальные режимы работы оборудования.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 11.09.2010Автоматизация процесса сбора и обработки информации о работе канализационных насосных станций и других объектов сети водоснабжения и водоотведения. Системы измерения давления и расхода, частотные преобразователи. Контроллеры и компьютеры диспетчерских.
курсовая работа [411,2 K], добавлен 12.12.2010Исследования влияния на nt и рt различных параметров циклов для комбинированного двигателя. Анализ значения КПД и давления при исходных данных. Оценка влияния степени предварительного расширения, степени повышения давления и степени сжатия на значение Pz.
контрольная работа [4,0 M], добавлен 11.06.2012Расчет функций параметров состояния в каждой точке цикла. Определение изменения функций параметров состояния в процессах цикла. Расчет удельных количества теплоты и работы в процессах цикла и промежуточных точек, необходимых для построения графиков.
курсовая работа [680,3 K], добавлен 23.11.2022Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Анализ основных параметров системы газоснабжения. Гидравлический расчет газопровода низкого давления. Система технологической и аварийной защиты оборудования. Охрана воздушного бассейна района.
дипломная работа [178,0 K], добавлен 15.02.2017Вычисление цикла простой газотурбинной установки при оптимальной степени повышения давления в компрессоре. Определение параметров системы с регенерацией теплоты уходящих газов. Описание цикла с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым расширением.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 12.11.2013Методика расчета оптимальных параметров работы виброплиты: мощности двигателя на соответствующих оборотах и амплитуды вибрации. Определение параметров оптимальной работы и уплотнения обрабатываемой поверхности. Расчет параметров резания автогрейдера.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.11.2010Определение параметров характерных точек термодинамического цикла теплового двигателя. Анализ взаимного влияния параметров. Расчет коэффициента полезного действия, удельной работы и среднего теоретического давления цикла. Построение графиков зависимостей.
контрольная работа [353,3 K], добавлен 14.03.2016Технико-экономическое обоснование годовой производительности и пропускной способности магистрального трубопровода. Определение расчетной вязкости и плотности перекачиваемой нефти. Гидравлический расчет нефтепровода. Определение числа насосных станций.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.05.2016
