Определение поперечных размеров трубопровода

Содержание

Введение………………………………………………………………………..
Задание на курсовую работу………………………………………………….
1 Определение поперечных размеров трубопровода……………………….
2 Определение скоростей движения воздуха на участках …………………
3 Определение гидравлических сопротивлений…………………………….
4 Определение коэффициентов местных сопротивлений ………………….
5 Определение температур в точках местных противлений……………….
6 Определение динамических давлений………………….………………….
7 Вычисление местных сопротивлений………………………………….......
8 Определение потерь на трение…………………………………………….
9 Определение потерь, обусловленных геометрическим давлением….....
10 Суммарные потери давления…………………………………………......
Заключение……………………………………………………………………
Список использованной литературы………………………………………..

 

Введение

Гидравлические расчеты трубопроводов. Служащих для подачи воздуха, топлива и охлаждающей воды к печи, а также систем эвакуации продуктов сгорания (дымовых каналов), служащих для удаления дыма из пламенных печей, основаны на использовании уравнения Бернулли для потока реальной жидкости в трубе или в канале. Наиболее часто встречающаяся на практике постановка задачи такого расчета заключается в следующем. Задана геометрия трубопровода, то есть расположение, конфигурация, длины всех его участков, площади и форма сечений, а также расход жидкости или газа. Для напорных трубопроводов также задается давление на выходе P₁, а для дымоотводящей системы – давление на входе P₂. Расчет выполняется следующим образом. По расходу и площади сечения на входе и выходе определяются скорости, а затем динамические давления во входном и выходном сечениях. По известной геометрии трубопровода находят значения геометрического давления. При известном значении скорости рассчитываются давления на трения и на местные сопротивления, которые суммируются. Таким образом, находится перепад давления на входе и выходе из трубопровода ∆P = P₁ – P₂, что позволяет найти P₁ для нагнетательного трубопровода, либо P₂ для системы дымо-удаления. В данной курсовой работе рассмотрен расчет нагнетательного трубопровода.

 

Задание на курсовую работу

 

Таблица 1 – исходные данные вариант 8-6

Вариант

Параметры газа

Размеры, м

Q0, м3/ч

t, ºC

ρ0, кг/м3

A

B

C

D

E

F

G

H

αº

1,21

11,5

9,0

11,8

1,8

1,9

1,6

1,8

1,7

 

 

 

Определение поперечных размеров трубопровода

Определение диаметра осуществляется в тех случаях, когда происходит изменение расхода воздуха. В данном случае видно, что необходимо определить диаметры на 4 участках.

Определение внутреннего диаметра труб. Так как воздух подается горячим, то скорость воздуха при нормальных условиях W₀= 6 м/с [1, стр. 41, табл.5.1].

На участке 1-2 расход равен Q,

D₁= = = 1,03 м;

на участке 2-4 расход равен 0,5Q,

D₂= = = 0,73 м;

на участке 4-8 расход равен 0,25Q,

D₃= = = 0,515 м;

Горелки имеют одинаковый расход, он равен 0,125Q,

D₄= = = 0,364 м.

Ближайший стандартный диаметр для каждого участка[1, стр.41, табл.5.2]:

D₁=1,01 м; δ= 0,005 м,

D₂=0,71 м; δ= 0,005, м,

D₃=0,515 м; δ= 0,0075 м,

D₄=0,364 м; δ= 0,0065 м.

 

 

Таблица 2 – Характеристика участков

№ участка	Длина, м	Диаметр	Скорость
Расчетный D, мм	Стандарт-ный внешний Dст, мм	Стандарт-ный внут- рений диаметр, D, мм
1 – 2	B=9			1010, δ = 5	6,24
2 – 4	A+G=11,5+ +1,8=13,3			710, δ = 5	6,32
4–6	E+D= 1,9+1,8= = 3,7			515, δ = 7,5	6,00
6-7				515, δ = 7,5	3,00
7-11	E+F+H= 1,9+1,6+1,7= =5,2			364, δ = 6,5	6,01

 

Суммарные потери давления

Суммарные потери давления на пути движения воздуха по газопроводу:

∑ΔP=∑ ΔP_м= + ∑ ΔP_тр +∑ .

∑ΔP= 417,01 + 69,55 +6,62= 493,18 Па.

 

Таблица 4 – Расчет температур в точках расположения местных сопротивлений и средних температур, коэффициентов местных сопротивлений, скоростей и давлений на прямолинейных участках

Точки и участки тракта	Расход Q0, м2/ч	Размеры, м	Температура t, оC	Скорость W0, м/с	Pдин.ПА	Местные сопротивления	Линейные сопротивления	Гометрические потери Δ P геом., Па
Dэ	L	ξ	ΔPм.с. , Па	λ	Δ Pтр., Па
						48,58	0,5	24,29	0,03
1-2		1,01			6,24	48,19			12,63
						47,80	0,6	28,68
2-3		0,71	11,5		6,32	48,52			23,58
				269,5		48,02	1,25	60,03
3-4		0,71	1,8		6,32	47,94			3,65	7,55
				267,7		47,86	0,33	15,79
4-5		0,515	1,9		6,00	43,06			4,77
				265,8		42,98	1,25	53,73
5-6		0,515	1,8		6,00	42,91			4,50
						42,84	1,4	60,00
6-7		0,515	3,6		3,0	10,67			2,24
				260,4		10,63	1,25	13,29
7-8		0,364	1,9		6,01	42,62			6,65	-7,86
				258,5		42,54	1,25	53,18
8-9		0,364	1,6		6,01	42,48			5,60
				256,9		42,42	1,25	53,03
9-10		0,364	0,85		6,01	42,38			2,97	3,47
				256,05		42,35	0,3	12,7
10-11		0,364	0,85		6,01	42,31			2.96	3,46
				255,2		42,28		42,28
Сумма потерь	417,01		69,55	6,62

 

Заключение

Анализ расчетных значений суммарных потерь давления в трубопроводе позволяет понять, что наибольшая потеря происходит из-за больших местных потерь в точках 3, 5, 7, 8, 9, где есть крутой поворот трубопровода на 90 градусов. Для увеличения эффективности использования данного трубопровода, то есть снижения гидравлического сопротивления, можно выполнить повороты, составленными из пяти звеньев [2, стр. 120, схема 24].

Тогда коэффициент гидравлического сопротивления для этих точке снизиться до . Следовательно:

ΔP_м3=0,6∙48,02=28,81, Па;

ΔP_м5=0,6∙42,98=25,78, Па;

ΔP_м7=0,6∙10,63=6,38, Па;

ΔP_м8=0,6∙42,54=25,52, Па;

ΔP_м9=0,6∙42,42=25,45, Па;

А общие потери на местных сопротивлениях составят:

∑ ΔP_м=295,88 Па.

При том, что потери до усовершенствования трубопровода составляли ∑ ΔP_м=430,83 Па. – для местных сопротивлений,

∑ΔP= 417,01 + 69,55 +6,62= 493,18 Па – общее гидравлическое сопротивление трубопровода.

Данная реконструкция позволяет снизить сопротивление трубопровода на

 

 

Список литературы

1. Трофимов Н.И. Сборник примеров решения задач по механике жидкости и газа. – Новокузнецк: СибГИУ, 1996г.-144с.

2. Бергауз А.Л. Справочник конструктора печей прокатного производства.- М.: Металлургия, 1970г.-980с.

3. Оформление курсовых работ и дипломных проектов:/сост. Михайличенко Т.А.- Новокузнецк: СибГИУ, 2005г.-70с.

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………..
Задание на курсовую работу………………………………………………….
1 Определение поперечных размеров трубопровода……………………….
2 Определение скоростей движения воздуха на участках …………………
3 Определение гидравлических сопротивлений…………………………….
4 Определение коэффициентов местных сопротивлений ………………….
5 Определение температур в точках местных противлений……………….
6 Определение динамических давлений………………….………………….
7 Вычисление местных сопротивлений………………………………….......
8 Определение потерь на трение…………………………………………….
9 Определение потерь, обусловленных геометрическим давлением….....
10 Суммарные потери давления…………………………………………......
Заключение……………………………………………………………………
Список использованной литературы………………………………………..

 

Введение

Гидравлические расчеты трубопроводов. Служащих для подачи воздуха, топлива и охлаждающей воды к печи, а также систем эвакуации продуктов сгорания (дымовых каналов), служащих для удаления дыма из пламенных печей, основаны на использовании уравнения Бернулли для потока реальной жидкости в трубе или в канале. Наиболее часто встречающаяся на практике постановка задачи такого расчета заключается в следующем. Задана геометрия трубопровода, то есть расположение, конфигурация, длины всех его участков, площади и форма сечений, а также расход жидкости или газа. Для напорных трубопроводов также задается давление на выходе P₁, а для дымоотводящей системы – давление на входе P₂. Расчет выполняется следующим образом. По расходу и площади сечения на входе и выходе определяются скорости, а затем динамические давления во входном и выходном сечениях. По известной геометрии трубопровода находят значения геометрического давления. При известном значении скорости рассчитываются давления на трения и на местные сопротивления, которые суммируются. Таким образом, находится перепад давления на входе и выходе из трубопровода ∆P = P₁ – P₂, что позволяет найти P₁ для нагнетательного трубопровода, либо P₂ для системы дымо-удаления. В данной курсовой работе рассмотрен расчет нагнетательного трубопровода.

 

Задание на курсовую работу

 

Таблица 1 – исходные данные вариант 8-6

Вариант

Параметры газа

Размеры, м

Q0, м3/ч

t, ºC

ρ0, кг/м3

A

B

C

D

E

F

G

H

αº

1,21

11,5

9,0

11,8

1,8

1,9

1,6

1,8

1,7

 

 

 

Определение поперечных размеров трубопровода

Определение диаметра осуществляется в тех случаях, когда происходит изменение расхода воздуха. В данном случае видно, что необходимо определить диаметры на 4 участках.

Определение внутреннего диаметра труб. Так как воздух подается горячим, то скорость воздуха при нормальных условиях W₀= 6 м/с [1, стр. 41, табл.5.1].

На участке 1-2 расход равен Q,

D₁= = = 1,03 м;

на участке 2-4 расход равен 0,5Q,

D₂= = = 0,73 м;

на участке 4-8 расход равен 0,25Q,

D₃= = = 0,515 м;

Горелки имеют одинаковый расход, он равен 0,125Q,

D₄= = = 0,364 м.

Ближайший стандартный диаметр для каждого участка[1, стр.41, табл.5.2]:

D₁=1,01 м; δ= 0,005 м,

D₂=0,71 м; δ= 0,005, м,

D₃=0,515 м; δ= 0,0075 м,

D₄=0,364 м; δ= 0,0065 м.

 

 

Таблица 2 – Характеристика участков

№ участка	Длина, м	Диаметр	Скорость
Расчетный D, мм	Стандарт-ный внешний Dст, мм	Стандарт-ный внут- рений диаметр, D, мм
1 – 2	B=9			1010, δ = 5	6,24
2 – 4	A+G=11,5+ +1,8=13,3			710, δ = 5	6,32
4–6	E+D= 1,9+1,8= = 3,7			515, δ = 7,5	6,00
6-7				515, δ = 7,5	3,00
7-11	E+F+H= 1,9+1,6+1,7= =5,2			364, δ = 6,5	6,01