Курсовая работа: Гидравлический расчёт трубопроводов

Федеральное агентство по образованию РФ

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

Кафедра ПТЭ

Курсовой проект на тему:

Гидравлический расчёт трубопроводов

Выполнил: студент гр. III-1^xx

Измайлов С. А.

Проверил: Буданов В. А.

Иваново 2010

Задание

Рассчитать систему водопроводов, показанную на эскизе, определить давление у потребителей, допустимую высоту всасывания [Н_вс]_доп и мощность на валу насоса, если полный КПД насоса η_н = 0.75.

Коэффициенты местных сопротивлений:

ξ₁ – всасывающего клапана сетки;

ξ₂ – поворота на 90°;

ξ₃ – задвижки;

ξ₄ – обратного клапана;

ξ₅ – тройника.

Исходные данные:

Вариант 1

Расходы к потребителям:

Q_I = 60 л/с = 0.06 м³/с;

Q_II = 75 л/с = 0.075 м³/с;

Q_III = 39 л/с = 0.039 м³/с.

Абсолютные давления у потребителей:

Р_I = 1 бара = 100 000 Па; Р_Н= 1,8 бар = 180 000 Па;

Геометрические высоты характерных сечений:

Z_B = 11 м; Z_Н = 11.5 м;  Z_а = 8 м;   Z_б = 13 м;   Z_с = 3 м;     Z_к = 14 м;  

Z_I = 6 м;   Z_II = 5 м;        Z_III = 8 м.

Геометрические длины участков:

l₁ = 24 м;                 l₂ = 300 м;              l₃ = 50 м;                l₄ = 100 м;  l₅ = 400 м; l₆ = 250 м; l₇ = 90 м.

Потери напора в подогревателе:

h_п = 7 м.

Температуры воды на участках:

t₁ = 20°C;                t₆ = 100°C.

=0.71

Физические свойства воды (по [1] табл. 2 ):

При t₁ = 20°C ρ₁ = 998.2 кг/м³, ν₁ = 1.006∙10^-6,         Р₁ = 2337 Па;

При t₆ = 100°C ρ₆ = 958.3 кг/м³, ν₆ = 0.294∙10^-6,       Р₆ = 101320 Па;

Средняя плотность в подогревателе

ρ_ср = кг/м³;

Выбор главной магистрали

Так как задано давление в начале трубопровода, главную магистраль ищем методом расчета сложных ответвлений. Для этого вычисляются средние гидравлические уклоны на направлениях от начала ответвления к каждому из потребителей.

Таким образом главная магистраль идет по направлению от насоса к потребителю II.

Расчёт участков главной магистрали

Участок 2:

1)  Допустимые потери энергии:

2)  Задаемся:

3)  Задаемся:

4)  Допустимый диаметр:

5)  По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

- задвижка (табл. 12 [1])

- обратного клапана (табл. 15 [1])

Производим перерасчет, задавшись

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

- задвижка (табл. 12 [1])

- обратного клапана (табл. 15 [1])

Фактические потери на участке:

Давление в конце участка:

Р_a = Р_Н +g∙ρ₁∙(Z_Н – Z_а) – ρ₁∙H₂ = 180000+998.2*9.81*(11.5-8)-998.2*9.1=205189.6 Па

Участок 4:

Допустимые потери энергии:

Задаемся:

Задаемся:

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

напор трубопровод магистраль гидравлический

 – тройник (табл. 16 [1])

Производим перерасчет, задавшись

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

  – тройник (табл. 16 [1])

Фактические потери на участке:

Давление в конце участка:

Р_б = Р_а +g∙ρ₁∙(Z_а – Z_б) – ρ₁∙H₄ = 205189.6 +998.2*9.81*(8-13)-998.2*=152706 Па

Участок 5:

Допустимые потери энергии:

Задаемся:

Задаемся:

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

 – тройник (табл. 17 [1])

 – задвижка (табл. 12 [1])

 – угол 90⁰ (табл. 12 [1])

Производим перерасчет, задавшись

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

 – тройник (табл. 17 [1])

 – задвижка (табл. 12 [1])

 – угол 90⁰ (табл. 12 [1])

Фактические потери на участке:

Давление в конце участка:

Р_с = Р_б +g∙ρ₁∙(Z_б – Z_с) – ρ₁∙H₅ = 152706+998.2*9.81*(13-3)-998.2*=235648 Па

Подогреватель:

Р_к = Р_с -g∙ρ_ср∙(Z_к – Z_с+h_п)= 235648 -978.25*9.81*(14-3+7)=62909 Па

Участок 6:

Допустимые потери энергии:

Задаемся:

Задаемся:

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

Местных сопротивлений нет

Фактические потери на участке:

Давление в конце участка:

Р_II = Р_к +g∙ρ₆∙(Z_к – Z_II) – ρ₆∙H₆ = 62909+958.3*9.81*(14-5)- 958.3*=133300 Па

Расчет ответвлений.

Участок 3:

Допустимые потери энергии:

Задаемся:

Задаемся:

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

 – тройник (табл. 17 [1])

 – задвижка (табл. 12 [1])

Производим перерасчет, задавшись

Допустимый диаметр:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

Так как диаметр совпал с ранее полученным, то  и останутся такими же.

Фактические потери на участке:

Участок 7:

По ГОСТ 8732-70 (табл.4 [1])

  – тройник (табл. 16 [1])

 – задвижка (табл. 12 [1])

 – угол 90⁰ (табл. 12 [1])

Фактические потери на участке:

Давление в конце участка:

Р_III = Р_б +g∙ρ₁∙(Z_б – Z_III) – ρ₁∙H₇ = 152706+998.2*9.81*(13-8)- 998.2*=191196 Па

Расчет всасывающего трубопровода.

По ГОСТ 10704-63 (табл.21 [1])

 – угол 90⁰ (табл. 12 [1])

 - всасывающего клапана сетки (табл. 15 [1])

Напор развиваемый насосом:

Мощность на валу:

Расчет закончен.

Использованная литература

1.  Учебное пособие по гидравлическому расчёту трубопроводов. – составители: Кулагин Ю.М., Капустина Т.И., Черкасский В.М. – Иваново. – Типография УУЗ.