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-1xx

	Измайлов С. А.

	Проверил: Буданов В. А.

	

	

	

	

	

	

	

	Иваново 2010

	


	Задание

	

	Рассчитать систему водопроводов, показанную на эскизе, определить давление у потребителей, допустимую высоту всасывания [Нвс]доп и мощность на валу насоса, если полный КПД насоса ηн = 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:

			QI = 60 л/с = 0.06 м3/с;

			QII = 75 л/с = 0.075 м3/с;

			QIII = 39 л/с = 0.039 м3/с.

	Абсолютные давления у потребителей:

			РI = 1 бара = 100 000 Па; РН= 1,8 бар = 180 000 Па;

	Геометрические высоты характерных сечений:

							ZB = 11 м;	ZН = 11.5 м;	Zа = 8 м;	Zб = 13 м;	Zс = 3 м;	Zк = 14 м;	

							ZI = 6 м;	ZII = 5 м;	ZIII = 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:

							hп = 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 

				

				ρср = 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:

			

			 

			

				Допустимые потери энергии: 

				Задаемся: 

			Задаемся: 

			Допустимый диаметр: 

			

			

			

			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: 

			

			Рa = РН +g∙ρ1∙(ZН – Zа) – 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: 

			

			Рб = Ра +g∙ρ1∙(Zа – Zб) – 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: 

			

			Рс = Рб +g∙ρ1∙(Zб – Zс) – ρ1∙H5 = 152706+998.2*9.81*(13-3)-998.2*=235648 Па

			

			Подогреватель: 

			

			Рк = Рс -g∙ρср∙(Zк – Zс+hп)= 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: 

			

			РII = Рк +g∙ρ6∙(Zк – ZII) – 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: 

			

			РIII = Рб +g∙ρ1∙(Zб – ZIII) – 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.

		

		

	Участок

	Длина участка, м

	Расход, м3/с

	Диаметр, мм

	Скорость, м/с

	Приведённая длина участка, м

	Потеря энергии, Дж/кг

	Давление в начале участка, Па

	1

	24

	0,171

	516

	0,818

	97.71

	1.33

	32337

	2

	300

	0,171

	430

	1.178

	334.72

	9,1

	180000

	3

	50

	0,06

	130

	4,523

	56.09

	126.66

	205190

	4

	100

	0,111

	408

	0.849

	185.77

	3.528

	205190

	5

	400

	0,072

	309

	0.961

	434.78

	15.0086

	152706

	6

	250

	0,075

	383

	1,193

	250

	14.836

	62909

	7

	90

	0,039

	199

	1.255

	102.75

	10.49

	152706

	




	Использованная литература

	

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