Файл: Задание на курсовую работу Рисунок 1 схема гидравлической системы Оборудование насосной установки.docx

Задание на курсовую работу


Рисунок 1 – схема гидравлической системы

Оборудование насосной установки
Насосная установка оборудована:

1. Приемной сеткой с обратным клапаном(точка 0).

2. Насосом(точка 2) центробежного типа.

3. Вентилем(В).

4. Тройником(точка 3).

5. Переходом большего диаметра на меньший(точка 3).

6. Системой трубопроводов 0-1-2, 2-3, 3-5, 3-4-6.

7. Поворотами трубопроводов.
Общие данные к расчету
1. Система предназначена для подачи воды на технологические нужды (в точке 6).

2. В системе имеется постоянный отбор воды в точке 5.

3. Основные данные приведены в таблице 1.


Таблица 1 – Основные данные для расчета

t,oC	Z3-6, м	Q5, л/с	Q6, л/с	l0-2, м	l2-3, м	l3-6, м	d0-3, мм	d3-6, мм	Р6, бар	∆, мм
22	7	6	9	22	34	42	90	90	4,0	1,1

Условные обозначения в таблице означают:

Z_3-6 – высота расположения трубопроводов 3-6 в м

Q₅ и Q₆ – расход воды в точках 5 и 6 в л/с

l_0-2, l_2-3, l_3-6 – длина трубопроводов 0-2, 2-3, 3-6 в м

d_0-3 – диаметр трубопроводов на участке 0-3 в мм

d_3-6 – диаметр трубопроводов на участке 3-6 в мм

Р₆ – давление воды перед выходом в точке 6 в бар (абс)

∆ – шероховатость труб в мм
Техническое задание на расчет
Настоящим заданием требуется выполнить:

1. Расчет потерь напора в трубопроводах.

2. Расчет эффективной мощности и напора насоса.

3. Расчет предельной геометрической высоты всасывания.

Подобрать насос.

---

Содержание

Введение

Технологическими трубопроводами называют такие трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируют смеси, полупродукты и готовые продукты, отработанные реагенты, воду, топливо и др. материалы, обеспечивающие ведение технологического процесса

С помощью технологических трубопроводов на химических предприятиях перемещают продукты как между отдельными аппаратами в пределах одного цеха или технологической установки, так и между технологическими установками и отдельными цехами, подают исходное сырье из хранилищ или транспортируют готовую продукцию к месту ее хранения.

На предприятиях химической промышленности технологические трубопроводы являются неотъемлемой частью технологического оборудования. Затраты на их сооружение в отдельных случаях могут достигать 30 % от стоимости всего предприятия. На некоторых химических заводах протяженность трубопроводов измеряется десятками и даже сотнями километров. Бесперебойная работа технологических установок и химического предприятия в целом, качество выпускаемой продукции и безопасные условия работы технологического оборудования в значительной степени зависят от того, насколько грамотно спроектированы и эксплуатируются трубопроводы, и на каком уровне поддерживается их исправное состояние.

Применяемые в химической технологии и транспортируемые по трубопроводам сырьевые материалы и продукты обладают различными физико-химическими свойствами. Они могут находиться в жидком, пластичном, газо- или парообразном состоянии, в виде эмульсий, суспензий или газированных жидкостей. Температуры этих сред могут находиться в пределах от низких минусовых до чрезвычайно высоких, давление – от глубокого вакуума до десятков атмосфер. Эти среды могут быть нейтральными, кислыми, щелочными, горючими и взрывоопасными, вредными для здоровья и экологически опасными.

---

Трубопроводы подразделяются на простые и сложные, короткие и длинные. Трубопроводы, не имеющие по пути следования жидкости в трубе ответвлений для отбора или дополнительной подачи в трубопровод жидкости, называются простыми. К сложным относят трубопроводы, состоящие из основной магистральной трубы и боковых ответвлений, образующих сеть трубопроводов различной конфигурации. Трубопроводы технологических установок химических предприятий в большинстве своем являются простыми.

Наиболее простым способом перемещения жидкости из одного аппарата в другой является ее слив самотеком. Такое перемещение оказывается возможным, только если начальная ёмкость располагается выше заполняемой.

1 Определение расхода воды на участках

Расход воды, л/с, на участках 0-3, 3-5, 3-6 определим по следующим формулам:

Q_0-3= Q₅+ Q₆ , (1)

Q_3-5= Q₅ , (2)

Q_3-6= Q₆ , (3)

Q_0-3 = 6 + 9 = 15 л/с;

Q_3-5 = 6 л/с;

Q_3-6 = 9 л/с.

2 Определение скоростей движения воды на участках

Скорость движения воды на участках 0-3, 3-6 определим по следующей формуле:
, (4)
,

= = 7,64 м/с.

,

= = 45,24 м/с.

3 Определение числа Рейнольдса

Число Рейнольдса на участках 0-3, 3-6 определим по следующей формуле:

Re = , (5)
Значение коэффициента кинематической вязкости примем по таблице 2.
Таблица 2 – Коэффициент кинематической вязкости воды



При t=40⁰C,принимаем ν = 0,0101 Ст = 0,0101˖10^-4 м²/с
Re_0-3 =

---

,

Re_0-3 = = 680792,0792.

Re_0-3 = ,

Re_3-6 = =4031287,1287.

4 Определение коэффициента сопротивления трения

Для определения коэффициента трения необходимо знать число Рейнольдса и отношение диаметра трубы к шероховатости трубы.

Re_0-3 = 680792,0792;

Re_3-6 = 4031287,1287;

= = 81,81.

Коэффициент трения на участках 0-3 и 3-6 найдём по рисунку 2.

Рисунок 2 – Опытный график зависимости λ=(Re,d/∆)

Принимаем λ_0-3 = 0,042; λ_3-6 = 0,046.

5 Определение потерь напора

Для определения потерь, м, на участке 0-3 воспользуемся формулами:

h_0-3 = hтр_0-3 + hм_0-3 , (6)

l_0-3 = l_0-2 + l_2-3 , (7)

hтр_0-3 = (8)

l_0-3 = 22 + 34 = 56 м.

Подставим в формулу (8), получим:

hтр_0-3 = = 77,7468 м.

Местные потери напора на участке 0-3 складываются из местных потерь при проходе через приемную сетку и обратный клапан, поворот на 90^о и задвижку в открытом положении:

hм_0-3 = , (9)

Коэффициент потери на клапане определяется диаметром трубопровода. Воспользуемся таблицей 3.
Таблица 3 – Коэффициент потери на клапане

d, мм	40	50	75	100	150	200	250	300
ξкл	12	10	8,5	8	6,5	5,5	4,5	3,5

---

Принимаем ξ_кл = 8

Коэффициент местных потерь при угле поворота 90^о принимается в зависимости отношения диаметра трубы к радиусу поворота по осевой линии:


d – диаметр трубопровода; R – радиус поворота.

Рисунок 3 – участок трубопровода с поворотом

Коэффициент местных потерь примем по таблице 4.
Таблица 4 – коэффициент местных потерь

d/R	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,4	1,6	1,8	2,0
ξпов	0,13	0,14	0,16	0,21	0,29	0,66	0,98	1,41	1,98

Принимаем ξ_пов = 0,29

Коэффициент потерь с прямым шпинделем в открытом положении:

ξ_в = 3÷5,5

Принимаем ξ_в = 4

Подставляем коэффициенты потерь в формулу (6), получим:

hм_0-3 = = 36,56 м.

Подставим потери на трение и местные потери в формулу (6), получим:

h_0-3 = 77,7468 + 36,56281 = 114,31 м.

Для определения потерь на участке 3-6 воспользуемся формулами:

h_3-6 = hтр_3-6 + hм_3-6 , (10)

hтр_3-6 = (11)

hтр_3-6 = = 2239,29 м.

Местные потери на участке 3-6 складываются из потерь в тройнике(на рисунке 1 в точке 3), потерь на поворот 90^о(точка 4). В нашем случае потерь в тройнике нет, так как переход из трубы диаметром 50мм осуществляется в трубу диаметром 50мм. Коэффициент местных потерь при проходе через тройник с поворотом на 90^о равен 1,5. Коэффициент местного сопротивления на внезапное сужение трубопровода равен 0, а на поворот как на участке 0-3 и поэтому потери напора на участке 3-6:

hм_3-6 = (ξ_тр + ξ_суж + ξ_пов)˖ , (12)

ξ_тр = 8; ξ_суж = 0; ξ_пов = 0,29.

Подставим в формулу (12), получим:

hм_3-6 = (8 + 0 + 0,29)˖

---