Гидрогазодинамика.-1
.pdf
Рис. 4.1. Графическое определение оптимального диаметра трубопровода
Минимальному значению приведенных затрат Sn соответствует оптимальный диаметр труб. Определить из графических зависимостей,
пределы оптимального диаметра трубопровода. Принять к установке стандартный диаметр и толщину стенок труб близкий к расчётному согласно ГОСТ 8732-78 (dвн , dнар, Адл с2 /м6, Ам с2 /м5).
4.10Проверка толщины труб по максимальному пьезометрическому напору.
4.11Максимальный пьезометрический напор имеет место в точке А трубопровода и равен:
PA |
= Н |
св + (zE - z A ) + Н |
|
|
потАЕ |
||
ρ × g |
|
|
|
где НпотАЕ = aQmax2 .
4.12 Определение сопротивления трубопровода для выбранного стандартного диаметра труб:
а = Адл × ∑l + Aм × ∑ξ , с2 /м5
HпотАЕ = Qmax/3600 м в.ст.
4.13. Определение максимального давления в точке А:
11
PA max = ρ × g[Нсв + (zE - z A )+ НпотАЕ ], н/м2
принимаем PA max , МПа.
4.14 Минимально допустимое значение толщины труб определяем по формуле:
δ = Pmax × dвн , м,
доп 0,47 × КР
где КР - допустимое напряжение на растяжение для материала труб,
МПа (для стальных труб КР =380 МПа);
Сравнить толщину стенки δ с допустимой δ доп
5 Определение пьезометрического и полного напоров в конечных точках трубопровода А и Е
5.1 Пьезометрический напор в точке А:
|
РА |
= H |
св + (zE - z A ) + H потАЕ |
|
|||
|
|
|
|||||
|
ρ × g |
|
|
|
|
|
|
5.2. Полный напор в точке А: |
|
v 2 |
P |
+ z A , |
|||
НА = |
опт |
+ |
A |
||||
|
ρ × g |
||||||
|
|
|
|
2g |
|
||
где vопт - оптимальная скорость движения жидкости, равная
vопт |
= |
4 × Qmax |
м/ с |
|
|||
|
|
π × dвн2 |
|
5.3. Пьезометрический напор в точке Е равен свободному напору:
|
|
PE |
= Нсв |
, м. |
|||
|
|
|
|
||||
|
δ × g |
|
|
||||
5.4. Полный напор в точке Е: |
|
|
|
|
|
||
НЕ |
= |
vопт2 |
+ Н |
св + zE |
|||
2g |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
5.5 По исходным данным геометрических отметок точек А, В, С, D, Е ( z A , м; zB , м; zC , м; zD , м; zE , м.) и протяженности участков между этими точками откладываем их значение в определенном масштабе от плоскости сравнения (0-0) и строим линию геометрических напоров.
Аналогично, откладывая значения полных и пьезометрических
12
напоров в точках А и Е трубопровода и соединяя их вершины прямыми линиями, получим линии полного и статического напоров.
Пьезометрические напоры в точках В, С, D определяются графическим методом как разность между статическим и геометрическим напорами в соответствующих точках. Изменение напоров по длине трубопроводов представлено на рис. 5.1.
vîïò2 |
|
|
|
|
|
2g |
|
|
|
v îïò2 |
|
|
|
|
|
2g |
|
P |
|
|
|
|
|
a |
PB |
P |
PD |
H |
|
r × g |
|
||||
C |
|
CB |
|||
|
r ×g |
r × g |
r × g |
|
|
|
|
|
|
|
H C |
z A |
|
z C |
zD |
z |
|
|
|
E |
|||
|
zB |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
l , m |
|
|
|
|
|||
Рис. 5.1. График изменения напоров по длине трубопровода
6 Построение напорной характеристики трубопровода
Уравнение напорной характеристики рассматриваемого трубопровода имеет вид:
H = H r + H св + аQmax2
где Нr = zE − z A - геометрическая высота, м; a - сопротивление трубопровода, с2 
м5 .
Задаваясь произвольными значениями расхода жидкости Q от 0
до заданного максимального значения, вычисляем Н и строим характеристику трубопровода.
Втабл. 5.1. приведены значения Н при различных расходах жидкости.
Таблица 6.1.
Q , |
0 |
Q1 |
Q1 |
Q1 |
Q1 |
Qmax |
м3 ч |
||||||
Н , м |
H1 |
H2 |
H3 |
H4 |
H5 |
Hmax |
Напорная характеристика трубопровода представлена на рис 5.1.
13
|
|
Í |
, ì |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
aQm ax |
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
(H r |
+ Hñâ ) |
40 |
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
||
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
ì 3 |
÷ |
|
|
|
0 |
10 |
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 |
||
|
Рис 6.1 - Напорная характеристика трубопровода |
|
|||||
7 Вывод
14
Приложение 1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И
РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Курсовая расчетно-графическая работа по
гидрогазодинамике
(подпись)
Зачтено. Преподаватель
(подпись)
Студент _____________курса
-----------------группы
--------------------(фамилия И.О.)
______________(фамилия И.О.)
«____»___________________200 г.
Томск 20 г.
15
Литература
1 А. С. Ткаченко. Прикладная механика. Курс лекций по гидромеханике :
Учебное пособие ; Министерство образования Российской Федерации,
Томский государственный педагогический университет. - Томск : Томский государственный педагогический университет, 2002. - 69[1] с. : ил. -
Библиогр.: с. 67.
2 Е. Ф. Рабинович. Гидравлика : Учебное пособие для техникумов / Е. З.
Рабинович. - 2-е изд., испр. - М. : Гостехиздат, 1956. - 395[1] с. .
3 А.С. Апкарьян. Гидравлика [Электронный ресурс] : методические указания по лабораторным работам / А. С. Апкарьян ; Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
(Томск). - Электрон. текстовые дан. - Томск : [б. и.], 2011. - 31 с. Электронное издание: http://edu.tusur.ru/training/publications/1938.
16