Реферати українською » Промышленность, производство » Розрахунок гідравлічної циркуляційної установки


Реферат Розрахунок гідравлічної циркуляційної установки

Страница 1 из 3 | Следующая страница

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РТ

>АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАФТОВИЙ ІНСТИТУТ

Факультет інженерної механіки

Кафедра транспорту, й зберігання нафти


>КУРСОВАЯ РОБОТА

з дисципліни ">Гидравлика"

на задану тему: "Розрахунок гідравлічноїциркуляционной установки"

>Альметьевск, 2009


Зміст

1. Запровадження

2. Описциркуляционной установки

3. Схема установки

4. Розрахунокциркуляционной установки

4.1 Визначення геометричній висоти всмоктування насосаН2

4.1.1 Визначення витрати рідини

4.1.2 Визначення втрат напору

4.2 Визначення показаннядифманометра (чидифпьезометра) швидкісної трубки

4.3 Побудоваепюр швидкостей для перерізу на місці установки швидкісної трубки тощо.

4.4 Визначення встановленого рівня рідини в проміжноїемкости М1

4.5 Визначення різниці показання манометрів Рм2 і Рм3

4.6 Визначення сумарних втрат напору у опорах та його сумарну еквівалентну довжину

4.7 Визначення необхідного діаметра самопливного трубопроводуdс, забезпечує встановлення заданого постійного рівня верхньому резервуаріН3

4.8 Визначення мінімальної товщини сталевих стінок трубиd2,при якої відбувається її розриву в останній момент виникнення прямого гідравлічного удару

4.9 Визначення корисною потужності насоса

Укладання

Список літератури


1. Запровадження

>Гидравлика займається вивченням законів рівноваги і рух рідин, і навіть взаємодія між рідинами і твердими тілами, в цілому або частково зануреними у рідина.

Щоб пізнати аналізовані явища, встановити причин їх виникненню, і навіть умови перебігу, в гідравліці широко використовуються спрощені прийоми розв'язання окремих завдань щоб одержати наближених, а часом вкрай необхідних відповіді питання інженерної практики.

Вивченням законів рівноваги і рух рідин займається й іншанаука-гидромеханика, у якій застосовуються лише суворо математичні методи, що дозволяють одержувати загальні теоретичні розв'язання різноманітних завдань, що з рівновагою і рухом рідин. Тривалий часгидромеханика розглядала переважноневязкую (ідеальну) рідина, тобто. деяку умовну рідина з абсолютної рухливістю частинок, вважається абсолютнонесжимаемой, не яка має в'язкістю - не опірної дотичним напругам. Останнім часомгидромеханика стала вирішувати також проблеми руху в'язких (реальних) рідин, тому роль експерименту вгидромеханике значно зросла. Отже, вивченням законів рівноваги і рух рідин займаються дві науки: гідравліка (технічна механіка рідин) ігидромеханика.

>Гидравлика ділиться на частини: гідростатику ігидродинамику.Гидростатика вивчає закони рівноваги рідин і дію їх у стикаються із нею тверді тіла.Гидродинамика вивчає закони руху рідин і взаємодії навчальних зсоприкасающимися із нею спочиваючими чи рухливими твердими тілами.

>Гидравлика може бути оцінена як прикладна механіка рідини. вона є основою таких дисциплін, як гідроенергетика, водопостачання і каналізацію, гідравлічні машини (турбіни, насоси, компресори), трубопровідний транспорт.Значительна роль цієї науки у хімічній технології, легку промисловість, автоматики.

У сучасному промисловості не існує сфери, де немає проводяться гідравлічні розрахунки процесів, пристроїв і творення механізмів.

Особливого значення гідравліка має для нафтової і представники газової промисловості, бо всі її процеси, починаючи з буріння розвідувальні свердловини і закінчуючи транспортуванням готової продукції споживачеві, пов'язані з переміщенням і зберіганням рідини.

Для кожної з цих галузей характерний своє коло гідродинамічних завдань і лобіювання відповідних методів розв'язання. Проте вони грунтуються загальних законах руху, і спокою рідин і газів, і навіть що на деяких загальних методах описи гідродинамічних явищ.

Питаннями гідравліки людина цікавився ще з давнини. Протягом кількох тисяч літ до нашої ери в Єгипті, країнах Близького і Середнього Сходу, таки в Індії та Китаї люди вже вміли будувати платини і канали. Приблизно о водночас з'явилися перші гідравлічні двигуни - водяні колеса.

Першим науковим працею про закони рівноваги рідин вважають трактат Архімеда "Про плаваючих тілах", написаний за 250 років до нашої ери. Після цього з'явилися роботи Леонардо так Вінчі "Про рух і вимірі води" (1452-1519).

У 1565 р. опубліковано робота голландського вченого СимонаСтевина (1548-1620 рр.) "Почала гідростатики". У працях Галілея (1564-1642 рр.) розглянуті закономірності перебування тіл у питній воді. Торрічеллі (1608-1647 рр.), досліджуючи протягом рідини з отвори, знайшов відому формулу для швидкості течії. Паскаль (1623-1662 рр.) вивів закону про передачі тиску в рідинах.

Ісаак Ньютон (1642-1724 рр.) вперше запропонував основні закони течії в рідини. У 1738 р. у книзі ">Гидродинамика" Данило Бернуллі опублікував рівняння, у якому встановлювалася зв'язок між тиском, швидкістю руху, і становищем аналізованої маси рідини при що встановилася русі.

У 1755 і 1756 рр. з'являються роботи ЛеонардаЭйлера, де зараз його уперше дає повну систему рівнянь руху ідеальної рідини.

>Основоположниками гідравліки як самостійної науки є члени Петербургській академії наук Д. Бернуллі і Л.Эйлер. У 1738 р. опубліковано робота Д. Бернуллі ">Гидродинамика чи записки про силах руху рідини", у якій встановлено зв'язок між тиском і швидкістю елементарної струмку важкої "ідеальної" рідини.

М. В. Ломоносов (1711-1765 рр.) вивчав умови роботи гідротехнічних споруд й займався дослідженням руху повітря на джерелах.

У 1791 р. вийшло перше російське друковане посібник з гідравліці А.Колмакова ">Карманная книжка для обчислення кількості води, яка витікає через труби, отвори чи з жолобам, в тому числі сили, якою вони ударяють, намагаючись із даної швидкістю".

НаприкінціХVХ і на початку ХІХ століть мови у Франції з'являються роботиШези рухом води в каналах і трубах і Дарсі - понапорному руху води в трубах.

У 1883 р. Н.П. Петров розробивгидродинамическую теорію мастила, уточнив гіпотезу про внутрішній терті в що просувалася рідини.

У 1889 вийшла робота М. Жуковського "Про гідравлічному ударі у водогінних трубах", у якій дана теорія гідравлічного удару. Жуковським вперше запроваджені основні диференціальні рівняння руху грунтових вод.

>Л.С.Лейбензоном (1879-1951 рр.) та її учнями створена російська армія фільтрації.

У розвитку нафтової гідравліки роль росіян і радянських учених проявилася особливо яскраво. У.Шухов (1853-1939 рр.) розробив основи гідравлічного розрахунку трубопроводів, які потім розвинули Л. Лейбензон (1879-1951 рр.) та її учні І.Чарний (1909-1967 рр.), У.Черникин (1912-1965 рр.) та інших. На базі робіт Павловського М.М. (1884-1937 рр.) Лейбензон заклав підвалини нової науки "Підземна гідравліка", яку успішно розвивали його учні І.А.Чарний, В.М.Щелкачев,Б.В.Лапук і ними школи.


2. Описциркуляционной установки

Рідина посамотечному трубопроводу постачається з верхнього резервуара На нижній резервуар У, звідки насосом перекачується в проміжну ємність З повагою та з її обертається резервуар А.

На усмоктувальної лінії насосної установки є усмоктувальна коробка зі зворотним клапаном 1,поворотное коліно 2, засувка 3,вакуумметрРв. Нанагнетательной лінії встановлено манометриРм1,Рм2,Рм3, швидкісна трубка 5 і витратовимірювачВентури 6. Проміжна ємність З в донної частини має насадок 7.

>ИСХОДНЫЕДАННЫЕ

Варіант 13
Розмір Значення

>r1,кг/м3

760

n1, див2

0,007

l1, м

10

l2, м

8

l3, м

3

l4, м

1

l5, м

3

l6, м

100

l7, м

50

l8, м

5

l9, м

190

l10, м

3

lз, м

20

l>екв., м

2

>d1, мм

81

>d2, мм

68
, мм 0,1

з, мм

0,2

М3, м

0,5

корів

10

кіл

1

зад

2

>dвен, мм

30

>вен

0,94

hвен,

мм рт. ст

166

2,кг/м3

0

РУ, >кПа

40

Р>м1,кПа

145

>dнас, мм

30

>нас

0,82

 

3. Схема установки


4. Розрахунокциркуляционной установки

 

4.1 Визначення геометричній висоти всмоктування насосаН2

 

Для визначення геометричній висоти скористаємося відомим рівнянням Бернуллі. На його застосування необхідно вибрати площину порівняння.Плоскостью порівняння може бути будь-яка горизонтальна площину. Слід також вибрати два перерізу.Сечения проводяться перпендикулярно вектору швидкості.Нумерация перетинів проводиться у разі напрямку руху рідини.Уравнение Бернуллі для встановленого руху реальноїнесжимаемой рідини записується:

 (1)

де:z-расстояние від вибраних перетинів відповідно до деякою довільно обраної площині порівняння (м). Якщо перетин лежить нижче площині порівняння, тоz негативною.

р - абсолютне чиманометрическое тиск у перетинах (>Па);

> - щільністьнесжимаемой рідини (>кг/м);

> - коефіцієнт кінетичною енергії (коефіцієнтКориолиса). Зазвичай приймається рівним одиниці.

 - середня швидкість перетинах (м/с);

g - прискорення вільного падіння (>м/с);

>h1-2 - втрати напору міжсечениями. Вони уявляють собою суму збитків напору за довжиною суму втрат напору на місцевих опорах:

>h1-2 =hм +hд

На схемоюциркуляционной установки зручно вибрати два перерізу, де:

>А-А це поверхню рідини в нижньому резервуарі У;

>В-В на місці установкивакуумметраРв у усмоктувальної лінії насосної установки.

Тоді рівняння Бернуллі тих перетинів запишеться як:

 (2)

деzА-А іzВ-В - відстані від перетинівА-А іВ-В відповідно до деякою довільно обраної горизонтальній площині;

>РА-А,РВ-В - тиску в перетинахА-А іВ-В відповідно;

> - щільністьциркуляционной рідини;

g - прискорення вільного падіння;

>А-А іВ-В - швидкість течії рідини всеченииА-А іВ-В відповідно;

>hА-В - втрати напору у тих ділянках між обранимисечениями.

Якщо вибрати поверхню рідини в нижньому резервуарі за початок відліку, тобто. перетинА-А, тодіzА-А=О, аzВ-В=Н2.

Бо у нижньому резервуарі (У) рівень усталений, значення швидкості буде рівним нулю. Оскільки резервуар відкритий, тиск всеченииА-А можна взяти рівним атмосферномуРА-А=Ратм. Тиск ж усеченииВ-В є різницю атмосферного і вакуумного тискуРВ-В =>Ратм -Рвак. За позитивного рішення практичних завдань коефіцієнтКориолиса (>), як говорилося, можна взяти рівним одиниці й у розрахунках нехтувати. Тоді, у рівнянні Бернуллі залишається тільки одна невідома величина - швидкість. Швидкість визначається за такою формулою

 (3)

деQ - витрата рідини (>м/с);

P.S - площа поперечного перерізу (>м);

Через війну, формула (2) набуде вигляду:

 (4)

У отриманої формулі відомі всі величини, крімН2 іhА-В. Тож визначення геометричній висоти всмоктування насоса (>Н2) попередньо необхідно визначитиhА-В.

 

4.1.1 Визначення витрати рідини

>Расходом потоку називається кількість рідини,протекающее за якийсь поперечне перетин потоку в одиницю часу. Це перетин має зроблено те щоб обов'язково перетинало кожну елементарну цівку і лише одне раз. Зазвичай за поверхню перетин приймають живе перетин потоку. Для аналітичного обчислення витрати треба зазначити закон розподілу швидкостей в перетині потоку.

Найбільш простими й водночас точними способами вимірювання витрати рідини є об'ємний і ваговій способи.

При ваговій способі зважуванням на терезах знаходять вагу всієї рідини, що надійшла вмерник певну час, визначають ваговій витрата за такою формулою, і, знаючи питому вагу рідини, обчислюють об'ємний витрата.

У практиці, зазвичай, для вимірювання витрати рідини користуються спеціальними приладами, які попередньотарируются об'ємним чи ваговим способом.

Однією з таких основних приладів є трубчастий водомір, чи водомірВентури. Великим гідністю цьоговодомера є простота конструкції і виправдатись нібито відсутністю ньому будь-яких рухомих частин.Трубчатие водоміри може бути горизонтальними і вертикальними.

Для визначення витрати рідини розглянемо ртутнийдифманометррасходомераВентури.

Запишемо рівняння нерозривність для перетинів 1-1 і 2-2:

>Q1 =Q2, отже 1 ·S1 = 2 ·>S2 (5)

З отриманого рівності висловимо швидкістьV2:

2 = 1·S1/S2 (6)

Запишемо рівняння Бернуллі обох перетинів 1-1 і 2-2:

 (7)

деz1 іz2 - відстані від перетинівА-А - іВ-В відповідно до деякою довільно обраної горизонтальній площині;р-давления в перетинахА-А іВ-В відповідно;-плотность циркулюючої рідини;g-ускорение вільного падіння; - швидкість течії рідини в перетинахА-А іВ-В відповідно;-силиКориолиса, які враховують нерівномірність розподілу швидкостей в перетинахА-А іВ-В відповідно;hА-В - втрати напору у тих ділянках між обранимисечениями.Виберем вісь трубопроводу за початок відліку, тодіz1=z2=0,т.к трубопровідгоризонтален. Припустимо, що у трубопроводу тече ідеальна рідина. Тоді втрати напоруhА-В = 0.

>1 =2 = 1.

Теоретичний витрата буде набагато меншою,т.к існують втрати напору. Візьмімо до уваги це з допомогою поправкового коефіцієнта, що називається коефіцієнтом витрати.

 (8)

З урахуванням інтересів усіх перетворень:

 (9)

У результаті маємо:

 (10)

>Q= =0,005м/с

Варіант

ЗначенняQ, м3

13 0,005

4.1.2 Визначення втрат напору

Визначення величини втрат напору під час руху реальних рідин є одним із основних цілей практичної гідравліки. При русі реальної рідини енергія руху (натиск) рідини буде убувати в напрямі руху. Причиною цього є витрати енергії подолання опорів руху, зумовлені внутрішнім тертям в в'язкому рідини. У гідравліці розрізняють дві основні виду опорів:

1. Втрати напору за довжиною, тобто. опору, виявляються у всій довжині потоку, зумовлені силами тертя частинок рідини друг про одного й про стінки, обмежують потік. Це лінійні втрати. Вони визначаються за такою формулоюДарси-Вейсбаха:

 (11)

де - довжина труби (чи ділянки труби) у якому визначаються втрати напору"; - діаметр труби; - середня швидкість трубі; > = (>Re, ∆/>d) - коефіцієнт гідравлічного опору тертя. Коефіцієнт гідравлічного опору тертя (>) залежить від двох безрозмірних параметрів >Rе - числаРейнольдса і ∆/>d - відносної шорсткості труби. КількістьРейнольдса визначається за такою формулою:

 (12)

де > - динамічна в'язкість рідини (>Па·с); - кінематична в'язкість рідини (>м/с). Для визначення коефіцієнта гідравлічного опору тертя існують багато різних формул. Зручно користуватися такими формулами. Дляламинарного режиму руху:

 

> =64/>Rе, >Rе <20002320.

Для турбулентного режиму руху (формулаАльтшуля):

>=0,11 (68/>Rе+ />d) , >Rе >>20002320

2. Місцеві втрати напору, звані місцеві опору, зумовлені різноманітних перешкодами, встановлюваними серед (засувка, кран, коліно),приводящими до змін у величині чи напрямі швидкості течії рідини. Втрати напору на місцевих опорах визначаються за такою формулою

 (м) (13)

де - середня швидкість руху рідини;

 - коефіцієнт місцевого опору.

Втрата напору на місцевому опір може визначатися як у швидкості до місцевого опору, і за швидкістю після місцевого опору. Оскільки швидкості за величиною можуть бути різними, то таких випадках на одне й того місцевого опору будуть різних значень . Прийнято визначати втрати напору за швидкістю після місцевого опору. Винятком є розширення трубопроводу (вихід потоку з труби в бак), де втрати визначаються за швидкістю до місцевого опору.

Для визначення втрат напору з цієї курсової роботі будемо враховувати як втрати напору за довжиною трубопроводу, і місцеві опору.

 

>hА-В = >hд + >hм (м) (14)

де >hд - втрати напору за довжиною трубопроводу (м);

>hм - втрати напору від місцевих опорів.

а) Спочатку визначимо >hм - втрати напору від місцевих

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація