Гидравлический расчёт трубопроводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ ВПО “Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина”

Курсовой проект на тему:

Гидравлический расчёт трубопроводов

Выполнил: Молдобаев Н.А.

Проверил: Тимошин Л. И.

Иваново 2018



Задание

Рассчитать систему водопроводов, показанную на эскизе, допустимую высоту всасывания [Нвс]доп

Исходные данные:

Вариант у-44

Расходы к потребителям:

QI = 30 л/с = 0.03 м3/с;

QII = 50 л/с = 0.05 м3/с;

QIII = 70 л/с = 0.07 м3/с.

Геометрические высоты характерных сечений:

Zвс = 5,0 м; ZН = 6 м; Zа = 16 м; Zв = 9 м; Zс = 13 м; Zд = 10 м;

ZI = 18 м; ZII = 8 м; ZIII = 14 м.

Геометрические длины участков:

l1 = 10 м; l2 = 110 м; l3 = 44 м; l4 = 380 м; l5 = 180 м; l6 =70 м; l7 = 900 м.

Потери напора в подогревателе:

hп = 5 м.

Температуры воды на участках:

t1 = 36°C; t2 = 90°C.

Физические свойства воды:

При t1 = 36°C с1 = 995,6 кг/м3, н1 = 0.805•10-6 м2/с, Р1 = 0,04241 Па;

При t2 = 90°C с2 = 965,3 кг/м3, н2 = 0.326•10-6 м2/с, Р2 = 0,7011 Па;

Средняя плотность в подогревателе

кг/м3;

Гидравлический расчет участка № 7

Задаемся скоростью движения воды (от 0,5 м/с до 3 м/с)

Uзад=2,5 м/с.

Определяем ориентировочное значение внутреннего диаметра водопровода по формуле:

(1.1)

где U - скорость движения теплоносителя, м/с;

Q - расход теплоносителя, м3/с; согласно заданию, расход к третьему потребителю QIII =40 л/с = 0,040 м3/с.

Рассчитываем внутренний диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61

(1.2)

где - наружный диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61, м;

- толщина стенки трубы, м.

Выбираем трубы чугунные водопроводные по ГОСТ 5525-61:

Уточняем скорость движения теплоносителя по формуле

(1.3)

м/с

Найдём число Рейнольдса по формуле

. (1.4)

где - коэффициент кинетической коэффициент кинематической вязкость воды при температуре, равной t2 = 90 °С (прил. 1);

Коэффициент гидравлического трения вычисляем по формуле

(1.5)

где - значение эквивалентной шероховатости, м

Определяем сумму местных сопротивлений на данном участке № 7.

На данном участке имеются задвижка (в рабочем режиме она полностью открыта), тройник, повороты трубопровода на 90?, линзовые компенсаторы. На длину этого участка примем 9 поворотов и 9 линзовых компенсатора.

Колено на трубе с углом поворота 90? и

Задвижка (открытая):

Линзовый компенсатор:

Сумма местных сопротивлений на участке № 7:

(1.6)

Определяем падения напора по формуле

(1.7)

Где - высота конечной точки данного участка, м;

- высота начальной точки данного участка, м;

- длина данного участка, м

Согласно заданию для 7-го участка

В данном разделе рассчитаны диаметр водопровода, скорость движения теплоносителя, коэффициент гидравлического трения, сумма местных сопротивлений. Определено падение напора на данном участке.

Гидравлический расчет участка № 6

Задаемся скоростью движения воды (от 0,5 м/с до 3 м/с)

Uзад=2,5 м/с.

Определяем ориентировочное значение внутреннего диаметра водопровода по формуле (1.1)

Выбираем трубы чугунные водопроводные по ГОСТ 5525-61:

Рассчитываем внутренний диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61 по формуле (1.2)

Уточняем скорость движения теплоносителя по формуле (1.3)

м/с

Найдём число Рейнольдса по формуле (1.4)

Коэффициент гидравлического трения вычисляем по формуле (1.5)

Определяем сумму местных сопротивлений на данном участке №6.

На данном участке имеются повороты трубопровода на 90?. На длину этого участка примем 9 поворотов и 9 линзовых компенсатора.

Колено на трубе с углом поворота 90? и

Линзовый компенсатор:

Значение коэффициента сопротивления тройника необходимо принимать для случая разделения потоков, относящиеся к части общего расхода, движущегося параллельно направлению скорости суммарного потока

При отношении расходов выбираем стандартный тройник

Сумма местных сопротивлений на участке № 6 определяем по формуле (1.6)

Определяем падения напора по формуле (1.7)

Согласно заданию для 6-го участка

В данном разделе рассчитаны диаметр водопровода, скорость движения теплоносителя, коэффициент гидравлического трения, сумма местных сопротивлений. Определено падение напора на данном участке.

Гидравлический расчет участка № 5

Задаемся скоростью движения воды (от 0,5 м/с до 3 м/с)

Uзад=2,5 м/с.

Определяем ориентировочное значение внутреннего диаметра водопровода по формуле (1.1)

Выбираем трубы чугунные водопроводные по ГОСТ 5525-61:

Рассчитываем внутренний диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61 по формуле (1.2)

Уточняем скорость движения теплоносителя по формуле (1.3)

м/с

Найдём число Рейнольдса по формуле (1.4)

Коэффициент гидравлического трения вычисляем по формуле (1.5)

Определяем сумму местных сопротивлений на данном участке №5.

На данном участке имеются повороты трубопровода на 90?, задвижка, линзовые компенсаторы и тройник. Значение коэффициента сопротивления тройника необходимо принимать для случая разделения потоков, учитывающего потери напора частичного расхода, движущегося под углом 90° к суммарному потоку. На длину этого участка примем 3 поворотов на 90?, 3 линзовых компенсатора и задвижку.

Колено на трубе с углом поворота 90? и

Линзовый компенсатор:

Задвижка (открытая):

Значение коэффициента сопротивления тройника необходимо принимать для случая разделения потоков, относящиеся к части общего расхода, движущегося параллельно направлению скорости суммарного потока

При отношении расходов и отношение диаметров Коэффициент местного сопротивления при данных условиях составит

Сумму местных сопротивлений на участке № 5 определяем по формуле (1.6)

Определяем падения напора по формуле (1.7)

Согласно заданию для 5-го участка

В данном разделе рассчитаны диаметр водопровода, скорость движения теплоносителя, коэффициент гидравлического трения, сумма местных сопротивлений. Определено падение напора на данном участке.

Гидравлический расчет участка № 4

Задаемся скоростью движения воды (от 0,5 м/с до 3 м/с)

Uзад=2 м/с.

Определяем ориентировочное значение внутреннего диаметра водопровода по формуле (1.1)

Выбираем трубы чугунные водопроводные по ГОСТ 5525-61:

Рассчитываем внутренний диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61 по формуле (1.2)

Уточняем скорость движения теплоносителя по формуле (1.3)

м/с

Найдём число Рейнольдса по формуле (1.4)



Коэффициент гидравлического трения вычисляем по формуле (1.5)

Определяем сумму местных сопротивлений на данном участке №4.

На данном участке имеются повороты трубопровода на 90?, линзовые компенсаторы и тройник. На длину этого участка примем 4 поворотов на 90? и 4 линзовых компенсаторов. Значение коэффициента сопротивления тройника необходимо принимать для случая разделения потоков, относящихся к части общего расхода, движущегося параллельно направлению скорости суммарного потока.

Колено на трубе с углом поворота 90? и

Линзовый компенсатор:

При отношении расходов выбираем стандартный тройник

Сумму местных сопротивлений на участке № 5 определяем по формуле (1.6)

Определяем падения напора по формуле (1.7)

Согласно заданию для 5-го участка



В данном разделе рассчитаны диаметр водопровода, скорость движения теплоносителя, коэффициент гидравлического трения, сумма местных сопротивлений. Определено падение напора на данном участке.

Гидравлический расчет участка № 3

Задаемся скоростью движения воды (от 0,5 м/с до 3 м/с)

Uзад=2 м/с.

Определяем ориентировочное значение внутреннего диаметра водопровода по формуле (1.1)

Выбираем трубы чугунные водопроводные по ГОСТ 5525-61:

Рассчитываем внутренний диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61 по формуле (1.2)

Уточняем скорость движения теплоносителя по формуле (1.3)

м/с

Найдём число Рейнольдса по формуле (1.4)

водопровод гидравлический трение сопротивление

Коэффициент гидравлического трения вычисляем по формуле (1.5)

Определяем сумму местных сопротивлений на данном участке №3.

На данном участке имеются повороты трубопровода на 90?, линзовый компенсатор, тройник и задвижка (в рабочем режиме она полностью открыта). На длину этого участка примем 1 поворот на 90? и 1 линзовый компенсатор. Значение коэффициента сопротивления тройника необходимо принимать для случая разделения потоков, учитывающего потери напора частичного расхода, движущегося под углом 90? к суммарному потоку

Колено на трубе с углом поворота 90? и

Линзовый компенсатор:

Задвижка (открытая):

Значение коэффициента сопротивления тройника необходимо принимать для случая разделения потоков, относящиеся к части общего расхода, движущегося параллельно направлению скорости суммарного потока

При отношении расходов и отношение диаметров Коэффициент местного сопротивления тройника при данных условиях составит

Сумму местных сопротивлений на участке № 3 определяем по формуле (1.6)

Определяем падения напора по формуле (1.7)

Согласно заданию для 5-го участка

В данном разделе рассчитаны диаметр водопровода, скорость движения теплоносителя, коэффициент гидравлического трения, сумма местных сопротивлений. Определено падение напора на данном участке.

Гидравлический расчет участка № 2

Задаемся скоростью движения воды (от 0,5 м/с до 3 м/с)

Uзад=2 м/с.

Определяем ориентировочное значение внутреннего диаметра водопровода по формуле (1.1)

Выбираем трубы чугунные водопроводные по ГОСТ 5525-61:

Рассчитываем внутренний диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61 по формуле (1.2)

Уточняем скорость движения теплоносителя по формуле (1.3)

м/с

Найдём число Рейнольдса по формуле (1.4)

Коэффициент гидравлического трения вычисляем по формуле (1.5)

Определяем сумму местных сопротивлений на данном участке №2.

На данном участке имеются повороты трубопровода на 90?, линзовые компенсаторы, обратный клапан и задвижка (в рабочем режиме она полностью открыта). На длину этого участка примем 1 поворот на 90? и 1 линзовый компенсатор.

Колено на трубе с углом поворота 90? и

Линзовый компенсатор:

Задвижка (открытая):

Обратный клапан:

Сумму местных сопротивлений на участке № 2 определяем по формуле (1.6)

Определяем падения напора по формуле (1.7)

Согласно заданию для 5-го участка

В данном разделе рассчитаны диаметр водопровода, скорость движения теплоносителя, коэффициент гидравлического трения, сумма местных сопротивлений. Определено падение напора на данном участке.

Выбор главной магистрали

Определяем падение давления до каждого потребителя:

где = 5 м - потери в теплообменном аппарате (заданы условиями)

По наибольшему падению напора определяем направление главной магистрали. В нашем случае главной магистралью являются участки до III потребителя.

Напор на линии нагнетания hнаг=44,23м

Напор в точке «А»

Напор в точке «В»

Гидравлический расчет линии всасывания

Целью данного расчета является определение давления на линии всасывания, допустимой высоты всасывания, падения напора на данном участке. Найдем давление насыщения согласно заданной температуре при t1=360С

Допустимое давление во всасывающем патрубке насоса (с уч?том запаса на невскипание)

(1.8)

Задаёмся скоростью движения воды (от 0,3 м/с до 0,5 м/с):

Определяем ориентировочное значение внутреннего диаметра водопровода по формуле (1.1):



Выбираем трубы чугунные водопроводные по ГОСТ 5525-61:

Рассчитываем внутренний диаметр трубопровода по ГОСТ 5525-61 по формуле (1.2)

Уточняем скорость движения теплоносителя по формуле (1.3)

м/с

Найдём число Рейнольдса по формуле (1.4)

Коэффициент гидравлического трения вычисляем по формуле (1.5)

Определяем сумму местных сопротивлений на данном участке №1.

На данном участке имеются поворот трубопровода на 90? и всасывающий клапан с сеткой.

Колено на трубе с углом поворота 90? и

Всасывающий клапан:

Сумму местных сопротивлений на участке № 1 определяем по формуле (1.6)

Вычислим допустимую высоту всасывания (давление на поверхности воды примем равным нормальному атмосферному Ратм = 105 Па):



(1.9)

Согласно заданию Нвс = 5,5 м намного меньше допустимой высоты всасывания, следовательно, вскипания воды не произойдёт.



Использованная литература

1. Гидравлический расч?т водопроводов. Методические указания к курсовой работе по курсу «Гидрогазодинамика» для студентов факультета заочного обучения» - составители: Н.Н. Смирнов, Л.И. Тимошин, Н.К. Шарафутдинова - Иваново. - Типография УИУНЛ ИГЭУ.

Размещено на Allbest.ru

...