Расчет трубопроводных систем
Гидравлические трубопроводные системы. Назначение и краткое описание конденсатной системы. Расчет потерь напора в конденсатной и всасывающей магистралях. Нахождение полного коэффициента сопротивления системы, полного напора насоса для ее разных расходов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.03.2015 |
| Размер файла | 303,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Курсовая работа
по дисциплине "Гидромеханика"
Расчетов трубопроводных систем
Содержание
- Введение
- 1. Назначение и краткое описание конденсатной системы
- 2. Исходные данные для расчета конденсатной системы
- 2.1 Конденсатная система
- 2.2 Маслоохладитель
- 2.3 Конденсатор ВОУ
- 3. Расчет потерь
- 3.1 Расчет потерь напора в конденсатной магистрали
- 3.2 Расчет потерь всасывающей магистрали
- 4. Характеристика сети
- 4.1 Нахождение полного коэффициента сопротивления системы
- 4.2 Нахождение полного напора насоса для разных расходов в системе
- 5. Заключение
- 6. Список используемой литературы
Введение
Целью работы является закрепление знаний по основам теории судовых гидравлических трубопроводных систем, а также практическое овладение навыками для выполнения необходимых расчетов трубопроводных систем.
В качестве системы, предназначенной для учебного расчета, выбрана конденсатная система судна. Это объясняется двумя причинами: во-первых, это наиболее важная система с точки зрения функционирования судовой энергетической установки (СЭУ); во-вторых, она наиболее разветвленная, что представляет определенный интерес с точки зрения выполнения гидравлических расчетов.
И так, главной задачей гидравлического расчета трубопровода будем считать определение диаметра труб и гидравлических характеристик системы, т.е. расхода и напора жидкости в трубопроводах на основных режимах работы системы. По полученным гидравлическим характеристикам в дальнейшем производем выбор главного механизма, обслуживающего систему. Между гидравлическими характеристиками трубопроводами и характеристиками механизма должно быть полное соответствие на основных режимах работы системы.
Необходимый напор и производительность системы обеспечиваются в том случае, если расход жидкости и полное сопротивление в трубопроводной системе с учетом избыточного давления у потребителя и высоты подъема жидкости равны соответственно производительности и напору механизма, т.е. выполняются условия материального и энергетического балансов системы и механизма. При несоблюдении равенства будет наблюдаться либо перегрузка механизма, либо снижение напора и расхода в трубопроводе.
Основным моментом в гидравлическом расчете будет разумеется являться определение полного сопротивления движения жидкости.
1. Назначение и краткое описание конденсатной системы
В данной курсовой работе приведен расчет конденсатной гидравлической трубопроводной системы. Назначение данной системы состоит в приеме, хранении и подаче рабочего тела, в рассматриваемом случае конденсатной воды, к подогревателям, различным фильтрам элементам управления регулирования и защиты СЭУ, парогенерирующей установке.
На указанном чертеже показаны основные элементы рассматриваемой системы: главный конденсатор, маслоохладитель, конденсатный насос, фильтр ионной очистки, деаэратор, конденсатор водоопреснительной установки.
К данной системе применяются следующие требования морского регистра судоходства. Конденсатная система паротурбинных установок должна обслуживаться двумя конденсатными насосами. Подача каждого насоса не менее чем на 25 должна превышать максимальное количество конденсата отработавшего пара, поступающего в конденсатор. В установках с двумя главными конденсаторами, размещенными в одном машинном отделении, резервный конденсаторный насос может быть общим для обоих конденсаторов.
гидравлическая трубопроводная система насос
2. Исходные данные для расчета конденсатной системы
2.1 Конденсатная система
- 0,029 - расход жидкости в системе;
- 0,002 - приток жидкости в систему;
- 3,85 - длина всасывающей магистрали системы;
- 5,40 - длина от конденсатного насоса КН до тройника;
- 21,00 - длина участка от тройника до выходного патрубка из маслоохладителя МО;
- 6,40 - длина участка от выходного патрубка МО до входного патрубка конденсатора водоопреснительной установки;
% - 45 -
% - 12 -
- 2,65 - геометрическая высота от уровня конденсата в конденсатосборнике главного конденсатора ГК деаэраторе до ЦТ сечения входного патрубка насоса;
- 0,70 - геометрическая высота между ЦТ сечений напорного патрубка насоса и входного патрубка МО;
- 1,70 - геометрическая высота между ЦТ сечений выходного патрубка ионообменного фильтра и входного патрубка КВОУ;
- 3,8 - геометрическая высота от ЦТ сечений выходного патрубка КВОУ и хводного патрубка деаэратора;
- 100 - гидросопротивление ИОФ;
- 80 - гидросопротивление деааэрационной головки.
- 120 - давление в деаэраторе;
- 2,0 - давление в ГК;
- 11 - подогрев конденсата в МО;
- 12 - подогрев конденсата в КВОУ.
2.2 Маслоохладитель
- 270 - число труб в трубном пучке;
- 2 - количество ходов охлаждающей воды;
- 2,5 - длина трубки
- 0,013 - внутренний диаметр труб пучка;
- 0,9 - диаметр трубной доски.
2.3 Конденсатор ВОУ
- 38 - число труб в трубном пучке;
- 4 - количество ходов охлаждающей воды;
- 1 - длина трубки;
- 0,013внутренний диаметр труб пучка;
D - 0,2 -
3. Расчет потерь
3.1 Расчет потерь напора в конденсатной магистрали
Участок 1-2.
1. Найдем напор на участке 1-2:
; [1, стр.8]
; [1, стр.8]
.
2. Найдем диаметр трубопровода:
Скорость в трубопроводе (Конденсатный - напорный)
. [1, стр.16]
Посчитаем диаметр трубопровода с учетом этих скоростей
; [1, стр.14]
; .
Стандартный приемлемый диаметр равен . [1, стр.14]
Посчитаем скорость с учетом уточненного диаметра
; [1, стр.14]
.
3. Найдем температуру на участке 1-2:
; [1, стр.8]
; [4, стр.23]
; ; [1, стр.8]
; ; [1, стр.8]
Найдем температуру 2:
; [5]
;
;
.
Найдем температуру 3:
; [5]
;
;
.
[4, - стр.23-24, - стр.217].
Найдем кинематическую вязкость и критерий Рейнольдса:
; [2, стр 15]
. (Турбулентный режим) [1, стр.14]
По формуле Кольбрука:
. [1, стр.16]
Рассчитаем сопротивления.
1. Сопротивление на повороте:
[3, стр.277]
Для данного поворота: ; ; ; ; .
Тогда сопротивление поворота равно:
.
2. Сопротивление тройника:
Для данного тройника: все сечения одинаковы, отношение расходов расходящихся ветвей равно , тогда сопротивление тройника равно ([2, стр.308])
.
Найдем сопротивление на участке 1-2: ; [1, стр8]
. [1, стр.17]
Найдем потери напора на участке 1-2:
. [1, стр.23]
Найдем напор в точке 2:
; [3, стр. 19]
; [3, Табл.1]
; (напор созданный сопротивлением деаэратора) []
; (напор созданный сопротивлением деаэрационной головки) []
.
Участок 2-3.
Расчет теплообменного аппарата: Конденсатор ВОУ.
Количество трубок в ходе: ; [1, стр.10]
количество ходов: ; [1, стр.10]
длина трубки: ; [1, стр.10]
диаметр трубки ; [1, стр.10]
диаметр патрубка: ; [1, стр.10]
расход воды: ;
Расход одной трубки:
.
Скорость на входе и выходе из КВОУ:
. [1, стр.14]
Скорость внутри КВОУ:
. [1, стр.14]
Найдем критерий Рейнольдса:
; (см. расчет и на первом участке) [2, стр.15]
(Турбулентный режим) [1, стр.14]
По формуле Кольбрука:
. [1, стр.16]
Найдем потери по длине:
. [2, стр.102]
Найдем потери при входе и выходе из трубки:
, (); [5]
, (). [5]
Общие потери в КВОУ:
.
Найдем потери на входе и выходе из КВОУ:
, (); [5]
, (). [5]
Общие потери в КВОУ:
.
=2,019+244,867=246,886Дж/кг
Сопротивление клапана.
; [3, стр.26]
; [3, стр.18]
.
Участок 3-4 (от КВОУ до МО)
; (так как нет изменений)
; (так как нет изменений)
; (так как нет изменений)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
Найдем кинематическую вязкость и критерий Рейнольдса:
; [2, стр 15]
. [1, стр.14]
По формуле Кольбрука:
. [1, стр.16]
Рассчитаем сопротивления. 1. Сопротивление на повороте:
[2, стр.233]
Для данного поворота: ; ; ; ; .
Тогда сопротивление поворота равно:
.
2. Сопротивление тройника:
Тройник 1: Для данного тройника: все сечения одинаковы, отношение расходов расходящихся ветвей равно , тогда сопротивление тройника равно (3, стр.308])
.
Тройник 2: Для данного тройника: все сечения одинаковы, отношение расходов расходящихся ветвей равно , тогда сопротивление тройника равно ([3, стр.308]) .
Найдем сопротивление на участке 3-4:
; [1, стр.8]
. [3, стр. 19]
Найдем потери напора на участке 3-4:
. [3, стр. 19]
Найдем напор в точке 3:
; [3, стр. 19]
; [1, стр.8]
; (напор созданный сопротивлением ФИО) [3, стр.27]
.
Участок 4-5.
Расчет теплообменного аппарата: Маслоохладитель.
Количество трубок в ходе: ; [1, стр.10]
количество ходов: ; [1, стр.10]
длина трубки: ; [1, стр.10]
диаметр трубки ; [1, стр.10]
диаметр патрубка: ; [1, стр.10]
расход воды: ;
Расход одной трубки:
.
Скорость на входе и выходе из МО:
. [1, стр.18]
Скорость внутри МО:
. [1, стр.18]
Найдем кинематическую вязкость и критерий Рейнольдса:
;
(см. расчет и на первом участке) [1, стр.15]
(Турбулентный режим) [1, стр.23]
По формуле Кольбрука:
. [1, стр.16]
Найдем потери по длине:
. [2, стр 102]
Найдем потери при входе и выходе из трубки:
; [5]
. [5]
Общие потери в МО:
.
Найдем потери на входе и выходе из МО:
; [5]
. [5]
Общие потери в МО:
.
Н5=Н4+Нмо=370,673+0,383=371,056Дж кг
Сопротивление клапана.
; [1, стр.24]
; [1, стр.16], .
Участок 5-6 (от МО до тройника)
; (так как нет изменений)
; (так как нет изменений)
; (так как нет изменений)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
Найдем кинематическую вязкость и критерий Рейнольдса:
; [1, стр.15]
. [1, стр.14]
По формуле Кольбрука:
. [1, стр.16]
Рассчитаем сопротивления. 1. Сопротивление на повороте:
[3, стр.277]
Для данного поворота: ; ; ; ; .
Тогда сопротивление поворота равно:
.
2. Сопротивление тройника:
Тройник 1: Для данного тройника: все сечения одинаковы, отношение расходов расходящихся ветвей равно , тогда сопротивление тройника равно ([2, стр.308]) .
Тройник 2: Для данного тройника: все сечения одинаковы, отношение расходов расходящихся ветвей равно , тогда сопротивление тройника равно ([2, стр.308]) .
Найдем сопротивление на участке 5-6:
; [1, стр.8]
. [1, стр.17]
Найдем потери напора на участке 5-6:
[1, стр.17]
Найдем напор в точке 6:
; [1, стр.17]
; [3, Табл.1]
.
Участок 6-7.
1. Найдем напор на участке 6-7:
. [1, стр.8]
2. Найдем диаметр трубопровода:
Скорость в трубопроводе (Конденсатный - напорный) . [1, стр.16] Посчитаем диаметр трубопровода с учетом этих скоростей
; [1, стр.14]
; .
Стандартный приемлемый диаметр равен . [1, стр.14]
Посчитаем скорость с учетом уточненного диаметра
. [1, стр.14]
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
. (см. расчет на 1-ом участке)
Найдем кинематическую вязкость и критерий Рейнольдса:
; [1, стр.15]
. [1, стр.14]
По формуле Кольбрука:
. [1, стр.16]
Рассчитаем сопротивления.
Сопротивление в вентиле:
Возьмем вентиль "Косва" при полном открытии. Данный диаметр .
Для данного диаметра:
[2, стр.373]
Сопротивление в компенсаторе:
где n - количество гофр, возьмём 10.
Найдем сопротивление на участке 6-7:
; [1, стр.8]
. [1, стр.17]
Найдем потери напора на участке 6-7:
. [1, стр.17]
Найдем напор в точке 7:
; [1, стр.23], .
3.2 Расчет потерь всасывающей магистрали
Участок 8-9.
1. Найдем напор на участке 8-9:
. [1, стр.8]
2. Найдем диаметр трубопровода:
Скорость в трубопроводе (Конденсатный - приемный)
. [1, стр.16]
Посчитаем диаметр трубопровода с учетом этих скоростей
; [1, стр.14]
; .
Стандартный приемлемый диаметр равен . [1, стр.14]
Посчитаем скорость с учетом уточненного диаметра
. [1, стр.14]
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
; (см. расчет на 1-ом участке)
. (см. расчет на 1-ом участке)
Найдем кинематическую вязкость критерий Рейнольдса:
; [1, стр.15]
. [1, стр.14]
По формуле Кольбрука:
. [1, стр.16]
Рассчитаем сопротивления.
1. Сопротивление при резком сужении:
, [3, стр.165]
где
; . [3, стр.165]
.
Предположим, что: ; ;
;
. .
2. Сопротивление на повороте:
[3, стр.277]
Для данного поворота: ; ; ; ; .
Тогда сопротивление поворота равно:
3. Сопротивление в компенсаторе:
- где n количество гофр, возьмём 10
4. Сопротивление в вентиле:
Возьмем вентиль "Косва" при полном открытии. Данный диаметр .
Для данного диаметра: [2, стр.373]
Найдем сопротивление на участке 8-9: ; [1, стр.8]
[3, стр.277]
Найдем потери напора на участке 8-9:
[1, стр.17]
Для обеспечения надежной работы насоса в гидравлической системе надо соблюсти следующие условия: избыточное давление в трубопроводе должно быть больше или равно величине допускаемого кавитационного запаса энергии для данного насоса
, [1, стр.24]
где - давление на поверхности жидкости,
- давление насыщения при заданной температуре,
- потери давления во всасывающем патрубке,
- геометрическая высота всасывания,
- допускаемый кавитационный запас энергии, (обычно принимается в диапазоне ).
Для данной системы: ;
; [2, стр.27]
;
;
;
;
Неравенство верно. Значит насос работает без перебоев.
4. Характеристика сети
4.1 Нахождение полного коэффициента сопротивления системы
; [1, стр.25], ; . [1, стр.25]
- полный напор насоса,
- потери на напорной части системы,
- напор на входе в насос.
; [1, стр.25]
геометрические высоты питателя и приёмника;
давление в питателе и приёмнике;
- полный коэффициент расхода системы;
- расход системы.
;
; (см. участок 6-7)
;
.
Найдем полный коэффициент расхода системы:
; [1, стр.25]
.
4.2 Нахождение полного напора насоса для разных расходов в системе
0. ;
; [1, стр.25]
.
1. ;
; [1, стр.25]
.
2. ;
; [1, стр.25]
.
3. ;
; [1, стр.25]
.
4. ;
; [1, стр.25]
.
5. ;
; [1, стр.25]
.
6. ;
; [1, стр.25]
.
7. ;
; [1, стр.25]
.
8. ;
; [1, стр.25]
.
9. ;
; [1, стр.25]
.
10. ;
; [1, стр.25]
.
5. Заключение
В данной курсовой работе я познакомилась с устройством конденсатной системы корабля. Научилась определять местные сопротивления на участках, рассчитывать теплообменные аппараты и другие обслуживающие систему аппараты. Рассчитала потери напора на каждом участке, определила условие всасывания (неравенство оказалась верным следовательно насос работает стабильно, без перебоев) и определили полный напор насоса. Нашла полный коэффициент сопротивления системы, и затем задаваясь различными значениями расхода построила графическую зависимость , называемую характеристикой сети.
6. Список используемой литературы
1. Воронин А.М. Гидравлический расчёт судовой системы. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Гидромеханика", 2010.
2. Вильнер Я. М, Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам; Под ред.Б. Б. Некрасова - Минск: Высшая школа, 2006.
3. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 2012.
4. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного Пара, 2009.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Назначение конденсатной системы. Конденсатная система, маслоохладитель и конденсатор ВОУ. Расчет потерь напора в конденсатной магистрали и теплообменном аппарате. Нахождение полного коэффициента сопротивления системы. Зависимость характеристики сети.
контрольная работа [350,6 K], добавлен 10.04.2011Расчет расходов жидкости, поступающей в резервуары гидравлической системы, напора и полезной мощности насоса; потерь энергии, коэффициента гидравлического трения при ламинарном и турбулентном режиме. Определение давления графоаналитическим способом.
курсовая работа [88,0 K], добавлен 11.03.2012Параметры насоса и ступени. Определение размеров на входе в рабочее колесо. Проверочный расчет на кавитацию. Построение приближенной напорной характеристики насоса. Спиральный отвод. Расчет осевой силы, действующей на ротор и разгрузочного устройства.
курсовая работа [258,8 K], добавлен 30.06.2014Особенности причин появления и расчет на трех участках по длине трубы коэффициента гидравлического трения, потерь давления, потерь напора на трение, местных потерь напора при описании прохождения воды в трубопроводе при условиях турбулентного движения.
задача [250,4 K], добавлен 03.06.2010Определение напора насоса и выбор его типа с учетом параметров трубопроводов, расчет потерь напора по длине и в местных сопротивлениях. Вычисление эффективного расхода пара на турбину. Исследование кратности охлаждения для конденсатора паровой турбины.
контрольная работа [358,2 K], добавлен 06.05.2014Расчет затрат тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Определение диаметра трубопровода, числа компенсаторов, потерь напора в местных сопротивлениях, потерь напора по длине трубопровода. Выбор толщины теплоизоляции теплопровода.
контрольная работа [171,4 K], добавлен 25.01.2013Задачи расчёта трубопроводов с насосной подачей: определение параметров установки, выбор мощности двигателя. Определение величины потерь напора во всасывающей линии и рабочей точке насоса. Гидравлический расчет прочности нагнетательного трубопровода.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.02.2012Определение диаметров подающих трубопроводов и потерь напора - задача гидравлического расчета. Устройство систем отопления, их инерционность и принципы проектирования. Способы подключения отопительных приборов. Однотрубная система водяного отопления.
реферат [154,9 K], добавлен 22.12.2012Произведение расчета кривых потребного напора трубопроводов (расход жидкости, число Рейнольдса, относительная шероховатость, гидравлические потери) с целью определение затрат воды в ветвях разветвленного трубопровода без дополнительного контура.
контрольная работа [142,7 K], добавлен 18.04.2010Особенности гидравлического расчета системы водяного пожаротушения. Чертеж схемы распределения точек водоснабжения. Определение суммарной производительности стационарных пожарных насосов. Расчет потерь напора по участкам. Построение характеристики сети.
курсовая работа [139,5 K], добавлен 30.06.2014
