Гидравлическое сопротивление трубопровода

В результате выполнения данной курсовой работы было рассчитано полное гидравлическое сопротивление трубопровода для заданной схемы, которое составило Па. В итоге для заданного расхода жидкости в системе (G=28,6 м3/час) и рассчитанного напора (Н=152,4 м) был выбран насос центробежный многоступенчатый секционный ЦНС-38-154 [3], который должен обеспечить надежное и постоянное снабжение жидкостью систему.
...

Оглавление

Введение 3
Исходные данные 4
1 Расчёт гидравлического сопротивления трубопровода 6
2 Выбор насоса 11
Заключение 12
Список использованных источников 13

Потери энергии (уменьшение гидравлического напора) можно наблюдать в движущейся жидкости не только на сравнительно длинных участках, но и на коротких. В одних случаях потери напора распределяются (иногда равномерно) по длине трубопровода – это линейные потери; в других – они сосредоточены на очень коротких участках, длиной которых можно пренебречь, – на так называемых местных гидравлических сопротивлениях: вентили, всевозможные закругления, сужения, расширения, тройники и т.д., всюду, где поток претерпевает деформацию. Источником потерь во всех случаях является вязкость жидкости.
Следует заметить, что потери напора и по длине и в местных гидравлических сопротивлениях существенным образом зависят от так называемого режима движения жидкости.
Целью данной работы является следующее:
• расчет п олного гидравлического сопротивления трубопровода для заданной схемы;
• выбор насоса согласно справочной литературе для заданного расхода и рассчитанного напора.
Основные задачи, решаемые в процессе выполнения данной работы – овладение навыком расчета гидравлического сопротивления при наличии местных сопротивлений.

Рис.1. Принципиальная схема системы1 Расчёт гидравлического сопротивления трубопроводаНайдём плотность [1] и динамический коэффициент вязкости [1] для воды при температуре 20.Таблица 3 – Теплофизические параметры охлаждающей жидкостиПлотность, кг/м3Коэффициент динамической вязкости, Па·с20 = 998,220 = 1,003·10-3 Согласно схеме, приведенной на рис. 1 в данной системе имеются следующие источники местных гидравлических сопротивлений (арматура):колено (угольник);тройник;коллектор раздающий/собирающий;модуль.Составим таблицу для учета количества элементов трубопроводов в системе, а также найдем местные сопротивления для данных элементов согласно [2].Теперь приступим к расчёту линейной скорости потока жидкости (wi, м/с) на каждом из участков трубопровода. Для этого используем уравнение (1), т.е.:wi=4Gi3600πdi2, (1)где Gi – расход через i-й трубопровод, м3/ч; di – диаметр i-го трубопровода, м.Таблица 4 – Источники местных гидравлических сопротивленийВид арматурыДУ/Dн, ммКол-во, штКоэффициент местного сопротивления, ζколено (угольник)8560,816050,80тройник (ДУ1-ДУ2)60-8521,0560-1840-0,5118-8550,0118-71870,0518-6110,1218-5110,25коллектор раздающий (ДУ1-ДУ2)5-41541,93коллектор собирающий (ДУ2-ДУ1)4-51542,52Для трубопровода ДУ85:wДУ85=4GДУ853600πdДУ852=4∙28,63600∙3,14∙0,0852=1,40 м/сОстальные результаты сведем в таблицу 5.Далее рассчитываем значения критерия Рейнольдса для каждого участка трубопровода. Расчёт проводится по формуле (2):Rei=widiρμ (2)где ρ – плотность жидкости, кг/м3; μ – коэффициент динамической вязкости, Па·с.Для трубопровода ДУ85:ReДУ85=wДУ85dДУ85ρμ=1,40∙0,085∙998,21,003∙10-3=118493Остальные результаты сведем в таблицу 5.По проведенным расчётам видно, что гидродинамический режим на всех участках - турбулентный, т.к. Re>2300.Далее определяются значения коэффициента трения . Они при турбулентном режиме для стальных труб рассчитываются по формуле (3):λi=0,014+1,056Re0,42 (3)Для трубопровода ДУ85:λДУ85=0,014+1,0561184930,42=0,02181Остальные результаты сведем в таблицу 5.Далее рассчитываем сначала суммы всех местных сопротивлений на участке трубопровода с соответственной длиной и диаметром (li, di, м), а затем приступаем к расчёту гидравлического сопротивления трубопровода и сумму их, т.е. полное гидравлическое сопротивление. Значит, для расчёта сумм местных сопротивлений необходимы справочные константы приведенные выше. ξДУ85=6∙ξДУ85колено=6∙0,81=4,86ξДУ60=5∙0,80+2∙1,05+40∙-0,51=-14,3ξДУ18=55∙0,01+187∙0,05+11∙0,12+11∙0,25=13,97ξДУ5=154∙1,93=297,22ξДУ4=154∙2,52=388,08Остальные результаты сведем в таблицу 5.