МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)
Институт транспортной техники и организации производства.Кафедра "Теплотехника железнодорожного транспорта"
Курсовая работа по дисциплине:
Гидрогазодинамика
"Расчет трубопровода"
Москва – 2008
Трубопровод технологической воды
Задание: для трубопровода заданной конфигурации и протяженности обеспечивающей подачу технологической воды потребителям, требуется определить:
1) Оптимальные диаметры отдельных участков трубопровода.
2) Параметры воды у потребителей (p,t).
3) Относительные потери давления от входа в трубопровод до соответствующего потребителя.
4) "Гидравлический уклон" (i) от входа в трубопровод до соответствующего потребителя.
5) Мощность (N), расходуемую на транспортировку воды к соответствующему потребителю.
Примечание:
1) Внутренний диаметр трубопровода dвн. Принять по ГОСТУ (кратным 5 мм)
2) Колена выполнены с поворотом потока 90ْ, радиус поворота колена R = (2-4) * dвн
3) ξ кол = 0.5 - коэффициент местного сопротивления на колене. В качестве запорных органов используем нормальные задвижки.
4) ξ задв = 1- коэффициент местного сопротивления на задвижке. Тройники (угольники) скомпаннованны с насадкой.
5) ξ трой = 1.5 - коэффициент местного сопротивления на тройнике с насадкой. Падение температуры по длине трубопровода принять равными
6) Падение температуры 2 ْС на 100 метров Δtпод = 0.02 ْС/м
Дано:
Q3 = 24 (м3 / ч)
Q3 = Q3 / 3600 = 0.66 * 10-2 (м3 / c)
Q2 = 0.4* Q3 = 2.64 * 10-3 (м3 / c)
Q1 = 0.3 * Q3 = 1.98 * 10-3 (м3 / c)
P0 = 0.77 * 1000000 = 7.7 * 105 (Па)
t0 = 63 ْ) C)
L = 200 (м)
ρ вод = 1000 (кг/ м3)
g = 9.8066 (м / c2)
Расчет:
1) Участок Задвижка:
Qобщ = Q1 + Q2 +Q3 = 1.122* 10-2
Pвх1 = P0 = 7.7 * 105 (Па)
t вх1 = t0 = 63 ( ْC)
t вых1 = t вх1 = 63 ( ْC)
Принимаем на первом участке
Vопт 1 = 1 (м / c)
dвн1 = = 0.115(м)
Vср1 = 4 * Qобщ / π * dвн12 = 1.155 (м / c)
t ср1 = t вх1 + t вых1 / 2 = 63 ( ْC)
ν1 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср1 +0.000221* t ср12 = 4.451 * 10-7 (м2 / c)
Re1 = dвн1 * Vср1 / ν1 = 3.010 * 105
ξ задв = 1
h1 = ξ задв * Vср12 / 2 = 6.77 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот1 = h1 * ρ вод 6.77 * 102 (Па)
Pвых1 = Pвх1 - Pпот1 =7.693*105 (Па)
2) Участок Прямолинейный
Pвх2= 7.693*105 (Па)
t вх2 = 63 ْ) C)
L = 200 (м)
t вых2 = t вх1 – L* Δtпод = 59 ْ) C)
dвн2 = 0.115 (м)
Vср2 = 1.155 (м / c)
t ср2 = t вх2 + t вых2 / 2 = 61 ْ) C)
ν2 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср2 +0.000221* t ср22 = 4.589 * 10-7 (м2 / c)
Re2 = dвн2 * Vср2 / ν2 = 2.919 * 105
Так как 107 > Re2 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ2 = 0.0032 + 0.221* Re2-0.237 = 1.7 * 10-2
L = 200 (м)
h2 = (L * λ2 * Vср22 ) / 2 * dвн2 =19.85 (Дж / кг)
Pпот2 = h2 * ρ вод = 19.85* 103 (Па)
Pвых2 = Pвх2– Pпот6 =7.496* 105(Па)
3) Участок Тройник:
Pвх3= 7.496* 105(Па)
t вх3 = 59 ْ) C)
L = 200 (м)
dвн3 = 0.115 (м)
Vср3 = 1.155 (м / c)
ν3 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср3 +0.000221* t ср32 = 4.738 * 10-7 (м2 / c)
Re3 = dвн3 * Vср3 / ν3= 2.428 * 105 (Па)
ξ трой = 1.5
h3 = ξ трой * Vср32 / 2 = 7.56 * 10-1 (Дж / кг)
Pпот3 = h3 * ρ вод = 7.56 * 102 (Па)
Pвых3 = Pвх3 – Pпот3 = 7.461* 105 (Па)
4) Участок Прямолинейный
Pвх4= 7.461* 105 (Па)
t вх4 = 59 ْ) C)
L = 200 (м)
t вых4 = t вх4 – L* Δtпод = 55) C)
dвн4 = 0.05 (м)
Vср4 = 1.008 (м / c)
t ср4 = t вх4 + t вых4 / 2 = 57) C)
ν4 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср4 +0.000221* t ср42 = 4.903 * 10-7 (м2 / c)
Re4 = dвн4 * Vср4 / ν4 = 1.027* 105
Так как 107 > Re4 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ4 = 0.0032 + 0.221* Re4-0.237 = 1.75* 10-2
L = 200 (м)
h4= (L * λ4 * Vср42 ) / 2 * dвн4 = 35.56 (Дж / кг)
Pпот4= h4 * ρ вод = 35.56* 103
Pвых4 = Pвх4 – Pпот4 = 7.105 * 105(Па)
5) Участок Задвижка
Q1 = 1.98 * 10-3 (м3 / c)
Pвх5= 7.105 * 105 (Па)
t вх5 = 55 ْ) C)
L = 200 (м)
dвн5 = 0.05 (м)
Vср5 = 1.004 (м / c)
ν5 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср5 +0.000221* t ср52 = 5.081 * 10-7 (м2 / c)
Re5 = dвн5 * Vср5 / ν5= 0,991 * 105
ξ задв = 1
h5 = ξ задв * Vср52 / 2 = 5.08* 10-1 (Дж / кг)
Pпот5 = h5 * ρ вод = 5.08 * 102 (Па)
Pвых5 = Pвх5– Pпот5 = 7.1*105 (Па)
6) Участок Прямолинейный
Q3 = 0.66 * 10-2 (м3 / c)
Q2 = 2.64 * 10-3 (м3 / c)
Q = Q2 + Q3 = 9.24 * 10 -3 (м3 / c)
Pвх6 = Pвых3 = 7.1*105 (Па)
t вх6 = t вых3 = 59 ْ) C)
L = L/2 = 100 (м)
t вых6 = t вх6 – L* Δtпод = 57 ْ) C)
dвн6 = = 0.105 (м)
Vср6 = 4 * Q2 + Q3 / π * dвн12 = 0.890 (м / c)
t ср6 = t вх6 + t вых6 / 2 = 58 ْ) C)
ν6 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср6 +0.000221* t ср62 = 4.813 * 10-7 (м2 / c)
Re6 = dвн6 * Vср6 / ν6 = 1.997 * 105
Так как 107 > Re2 > 105 Расчет ведем по формуле Никурадзе
λ6 = 0.0032 + 0.221* Re2-0.237 = 1.54 * 10-2
L = 100 (м)
h6 = (L * λ6 * Vср62) / 2 * dвн6 = 5.6 (Дж / кг)
Pпот6 = h6 * ρ вод = 5.6 * 103 (Па)
Pвых6 = Pвх6 – Pпот6 = 7.044 * 105 (Па)
7) Колено
Pвх7= Pвых6= 7.044 * 105 (Па)
t вх7 = t вых6 = 57 ْ) C)
t вх7 = t вых7 = 57 ْ) C)
L = 100 (м)
t ср7 = t вх7 + t вых7 / 2 = 57 ( ْC)
ν7 = 0.0178 * 10-4 / 1 + 0.0337 * t ср7 +0.000221* t ср72 = 4.892 * 10-7 (м2 / c)
Re7= dвн7 * Vср7 / ν7 = 1.91. ............
