Geum.ru

Гидравлический расчет трубопровода с насосной подачей жидкости

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное




- потери при выходе из трубы в резервуар, (xвых =1 - приложение 5).

Для определения коэффициентов местных сопротивлений переходим по гиперссылке в справочный файл Приложение.doc (делаем щелчок мышью по слову приложение).

С учетом вышеприведенных зависимостей, вместо (29) можно записать:

(30)

4). Подставляем в уравнение (26) определенные выше значения слагаемых:

; (31)

В этом уравнении атмосферное давление сокращается,

  • рм, R, hвс, hн, dвс, dн, lвс, lн известны по условию;
  • xвс = xвх+xпов.=6,2+1,32=7,54;
  • xнагн. = xкр+2xпов+xвых..=0+21,32+1=3,64.
  • 5). Выражаем в уравнении (31) скорости J1 и J2 через расход жидкости:
  • J1 = Q / w1=4Q/pd12; J2 = Q / w2=4Q/pd22;
  • 6). Упрощаем уравнение (31) и определяем потребный напор Hпотр.:

(32)

  • Зависимость (32) и представляет собой уравнение (характеристику) гидравлической сети. Это уравнение показывает, что в данной сети напор насоса расходуется на подъем жидкости на высоту (H1 +H2), на преодоление противодавления R/S - рм и на преодоление гидравлических сопротивлений.
  • 7. Строим характеристику насоса Д-320 и наносим на нее графическое изображение характеристики сети (32).
  • Для построения характеристики сети задаемся несколькими значениями расхода жидкости из рабочего диапазона насоса Д-320 и вычисляем по уравнению (32) значение потребного напора Hпотр. Перед вычислением определяем при температуре t = 30С плотность и вязкость жидкости по справочным данным.
  • Плотность жидкости при другой температуре можно определить по формуле:
  • rt = r0 / (1+aDt),
  • где rt - плотность жидкости при температуре t=t0 +Dt;
  • Dt - изменение температуры;
  • t0 - температура, при которой плотность жидкости равна r0;
  • a - коэффициент температурного расширения (в среднем для минеральных
  • масел и нефти можно принять a=0,0007 1/ C, для воды, бензина, керосина
  • a=0,0003 1/ C) .
  • 2. Вязкость при любой температуре определяется по формуле:

nt = n20eb(t-20); b = 1/(t2 - t1) ln (nt2/nt1). - приложение 3

Для нашей задачи (нефть легкая):

0=20, t=30, Dt=30-20=10, r0=884, a=0,0007 1/ C, n20=0,25см2/c, t1=20, 2=40, nt1=0,25см2/c, nt2=0,15см2/c.

Все вычисления будут производиться в Excel.

Анализ формулы (32) показывает, что при задании расхода Q все величины в правой части уравнения известны, кроме коэффициента трения l.

Последовательность вычисления l:

Re < 2300

  • l=64 / Re
  • Re > 2300
  • l = 0,11(68/Re + Dэ/d)0,25
  • Принимаем величину абсолютной шероховатости трубопровода

Dэ = 0,5 мм (трубы стальные, сварные, бывшие в употреблении, приложение 4).Вычисления и построение графиков выполняем на ЭВМ с помощью электронных таблиц (Microsoft Excel).

Для перехода в Excel выделите таблицу и график на следующей странице и сделайте двойной щелчок мышью. Перед Вами появится лист документа Excel. Выполняйте указания, которые там приведены. Не забудьте изменить сумму коэффициентов местных сопротивлений на всасывающей и нагнетательной линии!

Исходные данные приведены в таблице (раздел 1. Постановка задачи).

Согласно рис.13, рабочая точка насоса имеет следующие параметры:

  • Q = 76 10-3м3/с, H = 59м, h =0,68

8. Определяем мощность приводного двигателя:

дв.=rgHQ/h=8789,8597610-3/0,68=56,7 кВт.

.2 Определение минимального диаметра всасывающего трубопровода

Определим минимальный диаметр всасывающего трубопровода из условия отсутствия кавитации

Рис. 13. Определение рабочей точки насоса

Дано:

Подача насоса Q=7610-3м3/с ; длина трубопровода l=30м; высота всасывания =1,7 м; коэффициент сопротивления фильтра xф= 6,2; коэффициент сопротивления поворота xпов = 1,32; давление насыщенного пара нефти при температуре 30С - рн.п. = 10680 Па; абсолютная шероховатость поверхности трубопровода Dэ = 0,5 мм; атмосферное давление равно 105Па, манометрическое давление на поверхности жидкости во всасывающем резервуаре равно 0,01 МПа.

Последовательность решения задачи

  • Рис. 14. К определению минимального диаметра трубопровода
  • Минимальный диаметр определяем из условия, что даавление в сечении 2-2 равно давлению насыщенного пара. Тогда уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 имеет вид:
(33)

  • Преобразуем уравнение Бернулли следующим образом: в левой части сгруппируем слагаемые, не зависящие от диаметра, а в правой части - зависящие от диаметра.

(34)

Задача заключается в определении диаметра из уравнения (34). Поскольку при разных значениях диаметра может быть различный режим движения в трубопроводе (Re=Jd/n), и коэффициент гидравлического трения l зависит от диаметра сложным образом: l=64/Re при ламинарном режиме и l =0,11(68/Re+ Dэ /d)0,25 при турбулентном режиме, уравнение (34) в общем случае является транiендентным. Транiендентным называется уравнение, которое не решается алгебраическими методами. Такие уравнения решаются графическим способом или численными методами с помощью ЭВМ.

  • Графический метод решения уравнения (34).
  • Обозначим:

Задается несколькими значениями диаметра d, вычисляем значение функции f (d) и строим график этой функции. Далее определяем диаметр в точке пересечения графика функции с осью х.