- •1 8 6 . Гидравлический расчет трубопровода.
- •1.1 Выбор основной магистрали.
- •1.2 Определение диаметров труб основной магистрали.
- •1.3 Расчет потерь на трение в основной магистрали.
- •1.4 Расчет ответвлений.
- •1.5 Компенсация невязки.
- •1.6 Расчет всасывающей магистрали.
- •1.7. Подбор насосов.
- •2. Гидравлический расчет короткого трубопровода.
- •2.1. Расчет потерь напора на трение.
- •2.2. Определение потерь напора на местных сопротивлениях.
- •2.3. Суммарные потери напора в трубопроводе.
- •3. Газодинамический расчет сопла Лаваля.
- •3.1. Расчет параметров торможения.
- •3.2. Расчет параметров газа в критическом сечении.
- •3.3. Расчет параметров газа во входном сечении.
- •3.4. Расчет параметров газа в выходном сечении.
- •3.5. Расчет параметров газа в дополнительных сечениях.
- •3.6. Геометрический расчет сопла.
- •3.7. Результаты газодинамического и геометрического расчетов сопла Лаваля.
- •4. Кинематический анализ движения жидкости.
- •Введение
- •Библиографический список.
- •Содержание
- •1. Гидравлический расчет трубопровода .............................................................6
- •1.1. Выбор основной магистрали ..........................................................................6
- •1.2.Определение диаметров труб основной магистрали ....................................7
2. Гидравлический расчет короткого трубопровода.
Гидравлический расчет короткого трубопровода заключается в определении суммарных потерь напора на трение и местных сопротивлениях.
2.1. Расчет потерь напора на трение.
Потери на трение на участках , м определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:
, (2.1)
где - скорость жидкости на участке, м/с;
- диаметр участка, м;
- длина участка, м;
- коэффициент гидравлического трения, который зависит от числа Re и от безразмерной величины, характеризующей пограничную геометрию трубы.
1). Рассмотрим первый участок. Наименование местного сопротивления – резкое сужение, d = 1,05 м; l = 2 м.
Скорость жидкости, , м/с, на первом участке определим из уравнения неразрывности:
, (2.2)
где - плотность жидкости ( = 177,4 кг/с: данные приложения 4) (методическое указание №344-2004. Воронеж: Издательство ВГТУ,2004).
- площадь сечения трубы на данном участке, м2;
m - массовый расход жидкости, кг/с.
Площадь сечения трубы , м2 на данном участке определяем по формуле:
, (2.3)
18
м2;
м/с.
Найдем число Рейнольдса Re, чтобы определить коэффициент Дарси и выяснить, какой режим течения на данном участке, по формуле:
, (2.4)
где - кинематический коэффициент вязкости, м2/с. Для данных условий (T = 291 K) м2/с.
.
Т.к. , значит на данном участке область гладкостенного режима течения и область гидравлически гладких труб (4000<Re< ). В этой области вязкий подслой, в котором течение практически можно считать ламинарным, полностью закрывает выступы шероховатости стенки, и движение турбулентного ядра потока происходит как бы в гладкой трубе. Для коэффициента гидравлического трения λ справедлива формула Блазиуса:
, (2.5)
.
Найдем потери на трение на первом участке, используя полученные данные:
м.
2). Рассмотрим второй участок. Наименование местного сопротивления – диффузор 320; d = 0,96м; l = 6 м.
Скорость жидкости, , м/с, на первом участке определим из уравнения неразрывности (2.2).
19
Площадь сечения трубы , м2 на данном участке определяем по формуле (2.3):
м2;
м/с.
Найдем число Рейнольдса Re, чтобы определить коэффициент Дарси и выяснить, какой режим течения на данном участке, по формуле (2.4):
.
Т.к. , значит на данном участке область гладкостенного режима течения и область гидравлически гладких труб (4000<Re< ). В этой области вязкий подслой, в котором течение практически можно считать ламинарным, полностью закрывает выступы шероховатости стенки, и движение турбулентного ядра потока происходит как бы в гладкой трубе. Для коэффициента гидравлического трения λ справедлива формула Блазиуса:
, (2.5)
.
Найдем потери на трение на втором участке, используя полученные данные:
м.
3). Рассмотрим третий участок. Наименование местного сопротивления –задвижка. d = 0,1 м; l = 5 м.
Скорость жидкости, , м/с, на первом участке определим из уравнения неразрывности (2.2).
20
Площадь сечения трубы , м2 на данном участке определяем по формуле (2.3):
м2;
м/с;
Найдем число Рейнольдса Re, чтобы определить коэффициент Дарси и выяснить, какой режим течения на данном участке, по формуле (2.4):
.
Т.к. , значит на данном участке область доквадратичного сопротивления ( <Re< ). Коэффициент λ рассчитывается по формуле Альтшуля:
(2.6)
.
Найдем потери на трение на третьем участке, используя полученные данные:
м.
Суммарные потери напора НΣ, м на трение составят:
; (2.7)
м.