Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Гидравлика и гидромашины»


Курсовая работа

«Гидравлический расчет сложного трубопровода

и элементов оборудования»

по дисциплине «Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика»

Выполнил студент гр. БМТ-13-01 А.Ф. Султанова

Проверил: Л.Р. Байкова

Уфа 2015

Содержание

1.Решение задач стр. 3

2.Гидравлический расчет сложного трубопровода стр. 8

3. Список использованной литературы стр.16

1.Решение задач

Задача 1.36. Неподвижный сосуд, составленный из двух цилиндров, заполнен жидкостью, удерживаемой поршнями, на которые действуют силы P₁ и P₂. Определить положения х и у поршней относительно торцевой стенки сосуда, при которых система находится в равновесии.

Площади поршней равны F₁ и F₂, объем жидкости между ними равен W.

При решении задачи трением поршней о стенки сосуда пренебречь.
Решение:



Запишем формулу объема жидкости, заключенного между поршнями:

(1)

Согласно основному уравнению гидростатики:

(2)

Выразим из уравнения (1) х:

(3)

Полученное выражение подставляем в уравнение(2):

(4)

Выражаем yиз полученного выражения:

(5)

Подставляя (5) в (3), получаем выражение для х:


Задача 3.33. Ступенчатый шток размерами d₁=100 мм, d₂=h=300 мм и массой m=24 кг плавает в воде, заполняющей цилиндрический сосуд диаметром D=400 мм. В пространстве над водой может быть установлено любое заданное давление воздуха.

---

1. Определить глубину погружения x штока при атмосферном давлении над уровнем воды.

2. Определить, при каком избыточном давлении р_и шток выйдет из воды и каково будет при этом его перемещение s от начального положения р_и = 0?

3. Построить график зависимости s = f(p_и).



Решение:
Так как шток находится в равновесии, то сумма проекций на координатную ось всех сил, действующих на него, должна быть равна 0.

На шток действуют силы:

- сила тяжести, направленная вертикально вниз,

,

- сила гидростатического давления воды, направленная вертикально вниз:

,

где



-сила Архимеда, действующая на тело, погруженное в жидкость:

,

где





Составим уравнение проекций сил на ось Х:



(1)

1. При атмосферном давлении над уровнем воды( ) уравнение принимает вид:



Отсюда



Подставляя числовые значения, получим:



2. Если шток выйдет из воды x=0, преобразуем уравнение (1)



Отсюда



Подставляя численные значения, получим:

---

Для того, чтобы найти перемещение s от начального положения, найдем объем вытесненной воды:



Поделив полученный объем на площадь основания сосуда, найдем высоту перемещения:



Перемещение s:



Подставим числовые значения:



3. Для построения графика рассмотрим два отрезка: x от 0 м до 0,3 м(x=h) и от 0,3 м до 0, 657 м

получены значения s, x, p:

1) при х=0, P=29, 992 кПа и s=0,466 м

2) при x=0,657 м, P=0 и s=0

3) при х=0,3 м:


из уравнения(1) получим зависимость х(Pизб):





Подставляя значение х=0,3 м



Так как между s и x, х и Р_изб зависимость линейная, следует, что между s и Р_изб зависимость также линейная. Можем построить график по трем точкам:



Приведенные расчеты показали, что глубина погружения штока при атмосферном давлении над уровнем воды равна 0,657м. При избыточном давлении р_изб = 29,992 кПа шток выйдет из воды, при этом его перемещение от начального положения будет 0,466 м.


2. Гидравлический расчет разветвленного трубопровода

2.1 Исходные данные



Рисунок 2.1 – Схема разветвленного трубопровода
Проектный расход, м³/час ____Q - ?________________

Перекачиваемая жидкость ρ = 880 кг/м³; υ = 25*10^-6 м²/c

Температура перекачки ____________________________

Эквивалентная шероховатость _К=0,2 мм_____________

№	l, м	d, мм	zн, м	zк, м	pн, кПа	pк, кПа	Q, м3/ч	Примечание
1	100	130	0	Zвх=2	PАТ	Pвх-?	?
2	220	130	Zвых=2	ZE	Pвых	PE	?	Pвых=
3	180	100	ZE	Z3=3	PE	P03	?	P03=P04=
4	180	110	ZE	Z4=8	PE	P04	?

---

Выполнить гидравлический расчет разветвленного трубопровода, схема которого прилагается.

Определить P_вх насоса, Q₁, Q₂, Q₃, Q₄ .

2.2 Решение

1) Составим уравнение Бернулли для трубопровода 1, относительно плоскости отсчета, проведенной через свободную поверхность жидкости в первом резервуаре. При этом начальное сечение соответствует свободной поверхности жидкости в первом резервуаре, а конечное сечение – на входе в насос.

, (1)

где z₁ – высотная отметка начального сечения;

р₁ – избыточное давление на свободной поверхности в первом резервуаре;

z_вх – высотная отметка входа в насос;

р_вх – избыточное давление на входе в насос;

Σh₁ – суммарные потери напора в первом трубопроводе.

Составим систему уравнений Бернулли и уравнений расходов для разветвленной части трубопроводной сети.

Для трубопровода 2:

,

Обозначая , преобразуем уравнение к виду:

,

или

.

Для трубопровода 3:

.

Для трубопровода 4:

.

Уравнения расходов:

Q₁ = Q₂ = Q

Q = Q₃ + Q₄

Полученные уравнения сведем в систему:



Решения полученная система уравнений не имеет, т.к. в каждом уравнении две и более неизвестные.

Решаем полученную выше систему уравнений графоаналитически, строим графики функций левой и правой частей уравнений системы и находим соответствующие точки пересечения.

Задаем значения скорости от 1 до 5 м/с. По заданным значениям скорости, определяем расход по формуле(приведен расчет для v=1м/с, второй трубопровод)

---

Определяем число Рейнольдса:

,

Определим первое граничное число Рейнольдса:

,

Определим второе граничное число Рейнольдса:

,

В зависимости от числа Рейнольдса, определяем зону трения.

Так как режим движения турбулентный, зона гладких труб, и λ определяем по формуле Блазиуса:

(2.9)

При остальных скоростях получаем , режим движения турбулентный, зона смешанного трения, и λ определяем по формуле Альтшуля:

, (2.10)

Находим потери на участке трубопровода:

, (2.12)

для v=1 м/с:

Гидравлический расчет 2-го трубопровода
d, м	Re I	Re II	l, м	K, м
0,13	6500	325000	220	0,0002
№	Q , м3/ч	Q , м3/с	ν, м/с	Re	λ	∑h
1	47,76	0,0133	1	5200	0,037	3,23
2	95,52	0,0265	2	10400	0,033	11,44
3	143,28	0,0398	3	15600	0,030	23,81
4	191,04	0,0531	4	20800	0,029	40,23
5	238,80	0,0663	5	26000	0,028	60,63

---

Смотрите также файлы

• Электронная цифровая подпись (эцп) Назначение и применение эцп. Виды эцп и требования к ним. Стандарты. Управление ключами.pptx

• Информационная безопасность это свойство сетей связи общего пользования противостоять возможности реализации нарушителем угрозы информационной безопасности. Информационная безопасность.ppt

• Курсовая работа Гидравлический расчет сложного трубопровода и элементов оборудования по дисциплине Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика.docx

• 2 мм рт ст 3 Нм 4 кгссм2 36. Задание в формуле определения силы давления на плоскую стенку площадью s величина обозначает Ответы 4 расстояние от пьезометрической плоскости до центра тяжести площади S.pdf

• 1. Общая характеристика организации. Ассортимент торгового предприятия, ассортиментные группы.docx