Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Января 2014 в 18:55, курсовая работа
При строительстве предприятий металлургической промышленности значительный объём составляют работы по изготовлению и монтажу технологических трубопроводов. Стоимость монтажа технологических трубопроводов достигает 25% при строительстве металлургии.
Введение………………………………………………………...............................3
Исходные данные…………………………………………………………..4
Раздел I «Определение расхода жидкости» ……………………………..5
Раздел II «Определение диаметра трубопровода»……………………….9
Раздел III «Построение напорной и пьезометрической линий»……….13
Раздел IV…………………………………………………………………..16
Определение необходимой степени открытия задвижки β для пропуска 0,75Q жидкости по трубопроводу постоянного сечения;
Определение величины избыточного давления в сечении А–А (исходные данные раздела I);
Определение времени выравнивания уровней жидкости в резервуарах (исходные данные раздела I).
Раздел V «Определение расхода жидкости с учетом нагрева участка l_1 от 〖20〗^о С до 〖80〗^о С »………………………………………………………..17
Раздел VI «Определение диаметра трубопровода с учетом нагрева жидкости»…………………………………………………………………20
Раздел VII «Построение напорной и пьезометрической линий с учетом нагрева жидкости»………………………………………………………..22
Раздел VIII…………………………………………………………………24
Определение необходимой степени открытия задвижки β для пропуска 0,75Q жидкости по трубопроводу постоянного сечения;
Определение величины избыточного давления в сечении А–А (исходные данные раздела I);
Определение времени выравнивания уровней жидкости в резервуарах (исходные данные раздела I).
Заключение………………………………………………………………..25
Список используемой литературы………………………………………26
Таблица 2.
Расчетные сечения |
Потери напора от питающего резервуара до рассматриваемого сечения, м |
Скоростной напор в рассматриваемом сечении, м | ||
Σ | ||||
1 |
0 |
0,22 |
0,22 |
0,22 |
2 |
4,98 |
0,028 |
5,01 |
0,11 |
3 |
3,89 |
0,017 |
3,91 |
0,11 |
4 |
3,12 |
0,057 |
3,17 |
0,11 |
Расчет Таблицы 2 произведен по средствам программы «Microsoft Office Excel 2007».
№1:
;
Проверим ограничения
для Re:
(доквадратичный режим течения ),
полученное значение входит в этот промежуток, тогда :
;
;
№2 и №3:
;
Проверим ограничения
для Re:
(доквадратичный режим течения ),
полученное значение входит в этот промежуток, тогда :
;
;
;
.
; ;
; ;
; ;
; .
Задаваясь исходными и расчётными данными разделов I и II задания, определить:
Формула для расчета расхода на участке с задвижкой:
;
По условию задачи необходимо найти степень открытия задвижки для пропуска 0,75Q жидкости. Диаметр задвижки выразим из формулы расхода:
;
Величина равна отношению площади перекрытия задвижки к площади сечения трубопровода :
;
Величина избыточного давления жидкости в сечении А–А равна:
;
Время выравнивания уровней жидкости в резервуарах:
.
Учитывая, что происходит подогрев жидкости на , необходимо определить плотность жидкости по формуле (12) и изменившийся объемный расход жидкости.
, (12)
где плотность жидкости при начальной температуре, коэффициент температурного расширения жидкости.
;
Так как происходит подогрев, то объемный расход Q меняется, а массовый расход М остается постоянным, исходя из этого соображения определим расход Qt:
Жидкость движется от резервуара №2 к резервуару №1.
; ; ;
.
Расход находится по формуле: , Выразим :
.
При соединении жидкости с различной температурой необходимо выяснить какая в итоге будет температура смешанной жидкости за 1 секунду. Для этого необходимо использовать уравнение теплового баланса (13) и время за которое жидкость будет нагрета полностью до .
(13)
С другой стороны (14)
где количество теплоты, масса воды в резервуаре, теплоемкость воды, масса воды, находящаяся в трубопроводе на участке подогрева жидкости, температура смешанной воды.
(15)
(16)
Подставим (15) в (14):
За 1 секунду через трубопровод проходит воды, определим температуру смешения жидкости:
;
.
С помощью программы «Microsoft Office Excel 2007» подставим и построим график зависимости температуры смешения жидкости от времени :
Таблица 3.
, ч |
, с |
,С |
, ч |
, с |
,С |
0,00 |
1,00 |
20,07 |
10,67 |
38400,00 |
77,31 |
0,17 |
600,00 |
35,03 |
21,33 |
76800,00 |
78,63 |
0,33 |
1200,00 |
44,02 |
42,67 |
153600,00 |
79,31 |
0,67 |
2400,00 |
54,30 |
85,33 |
307200,00 |
79,65 |
1,33 |
4800,00 |
63,65 |
170,67 |
614400,00 |
79,82 |
2,67 |
9600,00 |
70,53 |
341,33 |
1228800,00 |
79,99 |
5,33 |
19200,00 |
74,86 |
Расчет производим аналогично разделу II:
Пусть ,
Подставляя значение диаметра в блок-схему II-2, получим погрешность более 10%, поэтому реализуем алгоритм до нужного значения погрешности:
;
Проверим ограничения
для Re:
(доквадратичный режим течения ),
полученное значение входит в этот промежуток, тогда :
;
;
;
Пусть ,
Подставляя значение диаметра в блок-схему II-2, получим погрешность более 10%, поэтому реализуем алгоритм до нужного значения погрешности:
;
Проверим ограничения
для Re:
(доквадратичный режим течения ),
полученное значение входит в этот промежуток, тогда :
;
;
;
Проверим погрешность предполагаемых и рассчитанных диаметров:
;
.
Так как погрешность составляет меньше 10%, то принимаем диаметры по типоразмеру (Согласно Таблице 1):
Таблица 4.
Расчетные сечения |
Потери напора от питающего резервуара до рассматриваемого сечения, м |
Скоростной напор в рассматриваемом сечении, м | ||
Σ | ||||
1 |
0 |
0,244 |
0,24 |
0,244 |
2 |
5,40 |
0,029 |
5,43 |
0,114 |
3 |
3,90 |
0,017 |
3,91 |
0,114 |
4 |
3,12 |
0,057 |
3,17 |
0,114 |
Расчет Таблицы 4 произведен по средствам программы «Microsoft Office Excel 2007», опираясь на формулы, приведенные в разделе III курсового проекта.
№1:
;
Проверим ограничения
для Re:
(доквадратичный режим течения ),
полученное значение входит в этот промежуток, тогда :
;
;
.
№2 и №3:
;
Проверим ограничения
для Re:
(доквадратичный режим течения ),
полученное значение входит в этот промежуток, тогда :
;
;
;
.
; ;
; ;
; ;
; .
Задаваясь исходными и расчётными данными разделов V и VI задания, определить:
Формула для расчета расхода на участке с задвижкой:
По условию задачи необходимо найти степень открытия задвижки для пропуска 0,75Q жидкости. Диаметр задвижки выразим из формулы расхода:
;
Величина равна отношению площади перекрытия задвижки к площади сечения трубопровода :
Величина избыточного давления жидкости в сечении А–А равна:
;
Время выравнивания уровней жидкости в резервуарах:
.
Заключение
При расчете курсового проекта были просчитаны:
Без учета нагрева жидкости , .
С учетом нагрева жидкости . .
Без учета нагрева жидкости , .
С учетом нагрева жидкости , .
Без учета нагрева жидкости: ;
С учетом нагрева жидкости : ;
Без учета нагрева жидкости : .
С учетом нагрева жидкости :
Список используемой литературы