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

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 203

Скачиваний: 11

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Q . Так, если режим течения ламинарный < = 2300 и, с учётом того, что , условие перепишется так .

Запишем эмпирические формулы для определения коэффициента гидравлического сопротивления λ для каждого режима в таблицу 1.
Таблица 1 – Зависимости коэффициента гидравлического от режима течения

Ламинарный

режим

Турбулентный режим

Зона гладкого

трения

Зона смешанного трения

Зона квадратичного трения

ф. Стокса

ф. Блазиуса

ф. Альтшуля

ф. Шифринсона


















где , – переходные числа Рейнольдса, определяемые как:

, (5)

. (6)

Используя тот факт, что данную задачу можно решить графоаналитическим методом.

3.2. Расчётная часть.

Данную схему можно разбить на 4 простых трубопровода, причем трубопровод 1 (l1,d1) является питающим и рассчитывается отдельно от сложного трубопровода, состоящего из трубы 2 (
l2,d2), трубы 3 (l3,d3) и трубы 4 (l4,d4),

Составим уравнение Бернулли для трубопроводов 1, 2, 3, 4, относительно плоскости отсчета. При этом начальное сечение трубопровода 2 соответствует выходу из насоса, а конечное сечение – в т.E. Для трубопроводов 3 и 4 начальное сечение находится в т.E, а конечное сечение – на входе в резервуары 3 и 4 соответственно.



Для решения полученной системы уравнений рассчитаем гидравлические характеристики каждого трубопровода.

Так как известен общий расход Q1 в системе, то задаваясь значениями расходов от 0 до 1,2Q, рассчитаем потери напора в каждой из труб по формуле (4).
Гидравлическая характеристика трубопровода № 2
= 200 м ̶ длина трубопровода № 2;

= 0,1 м ̶ диаметр трубы № 2;

ρ = 900 кг/ ̶ плотность перекачиваемой жидкости;

ν = 30⋅ /c ̶ кинематическая вязкость жидкости;

к = 0,2⋅ м ̶ эквивалентная шероховатость труб.

Чтобы построить гидравлическую характеристику трубопровода 2, зададимся произвольными значениями скорости от 1 до 5 м/с. Покажем расчет для . Определим коэффициент , для этого определим число Re, чтобы определить режим движения жидкости.

= = = 3333;

= = = 5000;

=

= = 250000;

Т.к. режим движения ̶ турбулентный, зона гладкого трения, и определяется по формуле Блазиуса

;

;

= = = 4,24 м;

= = = 0,02 м;

;

.
Таблица 2 – Данные для построения гидравлической характеристики трубопровода № 2

v, м/с

Q, м³/с

Re

λ

h2, м

H, м

0

0

0

0

0

92,61

1

0,008

3333

0,0416

4,26

88,35

2

0,016

6667

0,0366

14,97

77,64

3

0,024

10000

0,0337

31,06

61,55

4

0,031

13333

0,0319

52,34

40,27

5

0,039

16667

0,0307

78,69

13,92


Аналогично рассчитаем напор в т.Е для трубопроводов 3 и 4, задаваясь различными значениями скоростей от 1 до 5 м/с.
Гидравлическая характеристика трубопровода № 3
= 150 м ̶ длина трубопровода № 3;


= 0,06 м ̶ диаметр трубы № 3;

ρ = 900 кг/ ̶ плотность перекачиваемой жидкости;

ν = 30⋅ /c ̶ кинематическая вязкость жидкости;

к = 0,2⋅ м ̶ эквивалентная шероховатость труб.

Зададимся скоростью в пределах от 1 до 5 м/с и вычислим , коэффициент гидравлического сопротивления λ, потери напора ∑ h3 и напор в т.E относительно трубопровода №3.
Таблица 3 – Данные для построения гидравлической характеристики трубопровода № 3

v, м/с

Q, м³/с

Re

λ

h3, м

H, м

0

0

0

0

0

17,33

1

0,003

2000

0,0320

4,13

21,45

2

0,006

4000

0,0415

21,38

38,70

3

0,008

6000

0,0383

44,36

61,68

4

0,011

8000

0,0363

74,78

92,11

5

0,014

10000

0,0349

112,45

129,78

Гидравлическая характеристика трубопровода № 4
= 130 м ̶ длина трубопровода № 4;

= 0,08 м ̶ диаметр трубы № 4;

ρ = 900 кг/ ̶ плотность перекачиваемой жидкости;

ν = 30⋅
/c ̶ кинематическая вязкость жидкости;

к = 0,2⋅ м ̶ эквивалентная шероховатость труб.

Зададимся скоростью в пределах от 1 до 5 м/с и вычислим , коэффициент гидравлического сопротивления λ, потери напора ∑ h4 и напор в т.E относительно трубопровода №4.
Таблица 4 – Данные для построения гидравлической характеристики трубопровода № 4

v, м/с

Q, м³/с

Re

λ

h4, м

H, м

0

0

0

0

0

17,33

1

0,005

2667

0,0440

3,71

21,03

2

0,010

5333

0,0387

13,04

30,37

3

0,015

8000

0,0356

27,08

44,41

4

0,020

10667

0,0338

45,68

63,01

5

0,025

13333

0,0325

68,72

86,04


Далее решаем полученную выше систему уравнений графоаналитически. Построим график уравнений (8), (9) и (10) в координатах Н-Q.

Далее, на основании уравнения (11), сложим графически кривые путем добавления расхода в трубопроводе 3 к расходу в трубопроводе 4 при одинаковом значении напора. Полученная «сиреневая» кривая представляет собой эквивалентную гидравлическую характеристику трубопроводов 3 и 4. Найдем точку пересечения графика гидравлической характеристики трубопровода 2 с графиком эквивалентной гидравлической характеристики трубопроводов 3 и 4

По графику находим значения расходов , , :