Курсач / 2020-10-23 Курсовая работа

Reчисло Рейнольдса, ã- средняя скорость течения жидкости (м/с), d- диаметр трубопровода (м), å- кинематическая вязкость жидкости (м2/с), e-объемный расход жидкости (м3/с), -потери напора (м), 6- коэффициент гидравлического сопротивления, ç-длина трубопровода (м), é=9.8м/с2.

11

Давление насыщенных паров, вязкость бензина при 25оС и шероховатость труб были определены в приложении.

12

Задание №1

Рассчитать необходимое количества насосных установок

Рис. 1 – схема насосной установки

Основная задача определить расходы для всех 3-х участков трубы. Для этого найдем напор для случайного перечня расходов. Для получения основного параметра (скорости потока):

Далее подставляем значения в формулы в следующем порядке: 8 => 3-7 => 2. По итогу получим потери напора на 1-ом участке трубопровода. Далее определим направление потоков: жидкость из 1 резервуара через zo разделяется на 2 параллельных потока 2 и 3. То есть сложный трубопровод можно разделить на 2 условных участка (простые трубопроводы):

1-ая и 2-ая трубы образуют последовательное соединениебудут

Исследуя 1-ый участок для 2-ой трубы делаем тоже самое, что и для 1-ой, то есть идем от расхода по формулам, находя напор.

Для определения необходимого числа насосных установок, необходимо определить максимальный расход Qmax одной установки, затем требуемый расход разделить на Qmax. При эксплуатации насоса нам нужно поддерживать давление во всасывающей линии выше рп.н., это выступает ограничением Qmax.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-2:

13

Введем замену V = p4dQ2 :

Нам известно, что при давлении на входе в насос не должно опускаться ниже рн.п.=1466 Па. Для решения данной задачи воспользуемся графоаналитическим методом. Будем произвольно предполагать расходы Q1, Q2 … Qi. Для каждого Qi будем рассчитывать:

1)Скорость потока

3) коэффициент гидравлического сопротивления λ: При Re <2320:

При 2320<Re <10d:

l = 0Re,31640,25 , (27)

При 10d <Re <500d6

14

Далее строим зависимость Рвс=f(Q). Проводим горизонтальную прямую, соответствующую рвс=1334 Па. Пересечение этой прямой с построенной зависимостью Рвс=f(Q) соответствует максимальному расходу. Результаты расчета представлены в

таблице 2 и рис.6.

Таблица 2. Расчет расхода насосной установки

Жирным выделено верно решение

15

P(Q)

80000

60000

40000

20000

P

-20000

-40000

-60000

Q

Рис. 2 – зависимость Рвс от Q

Для более точного решения воспользуемся итерационным методом Ньютона

Таблица 3 – Метод Ньютона

Получили Qmax = 0,059281

Для перекачки общего расхода жидкости Q=0,2 м3/с необходимо n=0,2/0,059281=3,37≈4 установки.

16

Задание №2

Исследовать возможности улучшения работоспособности всасывающей линии

Для исследования влияния диаметра на максимальный расход в каждой установке и на количество необходимых установок произвольно будем подбирать диаметр труб. Для каждого случая будем рассчитывать расход и количество насосных установок по тем же формулам, которые использовали для решения первого задания. Затем построим зависимости расхода и количества насосных установок от диаметра.

Таблица 3. Исследование влияния диаметра на расход в системе.

Как видно из таблицы дальнейшее увеличение диаметра не приводит к уменьшению количества насосных установок, так же для увеличения эффективности можно использовать более качественные трубы с меньшими показателями шероховатости, а также другие клапана и задвижки.

17

Выводы

•Необходимое число насосов в установке – 4

•использование труб с диаметром более 0,3 м нецелесообразно, так как

невозможно установить менее одного насоса.

• Использование труб с диаметром менее 0,3 м приводит к резкому возрастанию числа установок.

18