1.3 Предварительный расчёт осушительной системы

1.3.1 Определения диаметра трубопровода приёмной магистрали и отростков проверка обеспечения допустимой высоты всасывания

Внутренний диаметр приёмной магистрали d₁ определяется по формуле:

,

где L – длина судна, 74.57 м;

B – ширина судна ,13.08 м;

H – высота борта, 5м;

мм;

Внутренний диаметр отростков, присоединяемых к приёмной магистрали, определяется по формуле:

Внутренний диаметр приемных отростков, присоединенных к магистрали, определяем по формуле:

,

где l – длина осушаемого отсека, имеем:

;

=25,35 м;

=11,70 м;

Тогда:

;

;

;

Требуемая производительность осушительного насоса Q определяется из условия, что скорость воды в магистрали, диаметр которой найден по формуле, должна быть не менее 2 м/с.

По формуле Регистра[1] получим:

;

.

Исходя из сортамента осушительных насосов выбираем ближайший по производительности насос НЦВС - 40/30М. Насос имеет следующие характеристики:

- Подача Q = 40 ;

- Напор Н = 30м вод.ст;

- Допустимая высота всасывания = 6 м вод.ст;

- Кавитационный запас м.вод.ст. = 3.0;

- Присоединяемые размеры патрубков:

всасываемый D_y = 100 мм;

нагнетательный D_y = 80 мм;

- Мощность электродвигателя N=8 кВт.

Исходя из сортамента стандартных труб по ГОСТ 8732-78 выбираем ближайшие большее по внутреннему диаметру.

Труба магистрали имеет следующие параметры:

Dу = 100мм;

=108 мм;

Толщина стенки 5 мм;

= 98 мм.

Для отростков в МО и трюмах унифицируем трубу и выбираем по большему диаметру, принимаем трубы:

Dу =80 мм;

=89 мм;

Толщина стенки 5 мм;

= 79 мм.

Для участка отливной трубы принимаем:

Dу = 80 мм;

= 89 мм;

Толщина стенки 5 мм;

= 79 мм.

Производим проверку в следствии которой устанавливаем минимальный допустимый диаметр труб:

;

где Q- требуемая производительность насоса;

;

Так как ограничения по скорости выполняется и назначенные диаметры больше минимального диаметра, то имеем следующие параметры труб:

Магистраль – Dу =100, =108 мм, толщиной стенки 5 мм и = 98 мм;

Отростки – Dу =80, =89 мм, толщиной стенки 5 мм и = 79 мм.

Отливной трубопровод Dу =80, =89 мм, t = 5 мм и = 79 мм.

1.3.2 Выбор расчётной магистрали

За расчётную магистраль принимается совокупность трубопроводов, путь воды по которым наиболее энергоёмок в данной системе. Этот путь начинается от приёмника осушительной системы находящегося в трюме №1 по левому борту на 43 шпангоуте и заканчивается отливным отверстием на правом борту 93 шпангоута.

Расчётная магистраль разбивается на участки, в пределах которых диаметр трубопроводов может быть постоянным.

1. Участок 1-2 От указанного приёмника до магистрали.

Длина участка определяется по разнице шпангоутов n умноженной на длину шпации:

,

где а – шпация, 0.65 м;

n₁, n₂ – номера шпангоутов на которых установлен отросток и клапанные коробки.

l_доп – длина выхода отростка из двойного борта, l_доп =1,5 м;

м;

2. Участок 2 – 3 От точки присоединения отростка к магистрали до насоса;

Длина снимается с расчётной схемы. м.

3. Участок 3 - 4 От выходного отверстия патрубка насоса до бортового отливного отверстия.

Длину определяем по плану МО с учётом подъёма от второго дна до отливного отверстия:

;

,

где 0.3 – высота отверстия над ВЛ, м;

0.9 – высота двойного дна, м;

3.07 – осадка, м;

м;

Расчётную магистраль представим в изометрии на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 – Расчётная магистраль осушительной системы

Производим проверку обеспечения допустимой высоты всасывания с принятыми диаметрами отростков и магистрали, таблица 1.1(первые 2 строки).

Число Рейнольдса вычисляется по формуле:

,

где м²/с – кинематический коэффициент вязкости воды при 5⁰С;

- скорость движения воды, м/с;

d – диаметр трубопровода, м;

Коэффициент сопротивления определяем по графику [2, стр22] в зависимости от числа Re и относительной шероховатости ,

где k = 0,15 мм для стальных труб.

В результате расчёта видно, что система не работоспособна, так как потери во всасывающем трубопроводе превосходят допускаемую высоту всасывания. Следует увеличить диаметр отростков. Принимаем диаметры отростков: Dу = 100мм, =108 мм, толщина стенки 5 мм, = 98 мм. И производим основной расчёт в средней части таблицы 1.1 .