Список литературных источников

РАСЧЕТ ПРОСТОГО ТРУБОПРОВОДА

НА ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР

 

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Гидравлика» для студентов очной и заочной форм обучения специальностей:

110302 – «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

110303 – «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»

110304 – «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК»

260511 – «Технологии продуктов общественного питания»

280102 – «Безопасность технологических процессов и производств»

 

 

Мичуринск–наукоград 2010

 

 

Пример расчета

Исходные данные: Жидкость – керасин; = 88 л/с; =668 Кпа; труба – чугунная; =620 м; =285 мм; = 8 мм; = 39 с; = 250 мм.Еж 0.014

Решение:

Определяем неизвестные параметры потока до удара:

- скорость установившегося движения жидкости (см. ф-лу (5)):

;

- соответствующий этой скорости напор (ф-лы (3),(4)):

.

Параметры гидравлического удара:

- скорость распространения ударной волны (ф-ла (7) с учетом табл. А2):

;

- фаза гидроудара (ф-ла (9)):

- ударный параметр (ф-ла (8)):

> .

Расчет на гидроудар необходим!

Так как > (39>1,161) – удар непрямой. Поэтому расчет ведем по приведенной выше последовательности.

Определяем постоянные величины:

- отношение диаметров:

;

- коэффициент местного сопротивления задвижки в начальный момент времени, при установившемся движении (задвижка полностью открыта ) (Табл. А.3):

;

- полный коэффициент сопротивления трубопровода при установившемся движении:

;

- коэффициент скорости в начальный момент времени:

.

Далее определяем количество расчетных промежутков времени, в течение которых параметры потока предполагаются постоянными (ф-ла (11)):

и закон закрытия задвижки:

.

Время расчетного промежутка находим по зависимости (ф-ла (12)):

,

Результаты расчета сводим в таблицу 1.

 

Для первого расчетного промежутка времени :

.

Значения , не попавшие в узлы таблицы Приложения 3, находим по интерполяционной формуле:

, (23)

где - номер строки таблицы.

Средняя скорость движения жидкости в течение первого расчетного промежутка времени (ф-ла (13)):

,

а изменение давления составляет (ф-ла (14)):

Далее используем сокращенную методику расчета полагая, что при увеличении коэффициента сопротивления задвижки до половины коэффициента полного сопротивления трубопровода повышение давления незначительно (см. значение ).

Если , то (см. табл. А3) . Тогда следующий шаг в расчете (ф-ла (22))

.

:

Из закона закрытия задвижки: ; коэффициент сопротивления задвижки (ф-ла (23)): ; результаты промежуточных расчетов:

, ,

; изменение давления в трубопроводе за данный промежуток времени (ф-ла (15)):

;

давление перед задвижкой (ф-ла (16)):

.

:

; ;

; ; ; ;Кпа

.

:

;

; ; ; ;

.

:

; ;

; ; ; ;

.

:

; ;

; ;

; ;

.

:

; ;

; ;

; ;

:

; ;

; ;

; ;

:

; ; ; ;

;

; .

Понижение давления в трубопроводе (ф-ла (18)):

.Кпа

Скорость обратного течения (ф-ла (19)):

.

Статическое давление в трубопроводе (ф-ла (20)):

.

Так как < , то разрыва сплошности не будет.

Поэтому исходным данным для расчета данного трубопровода на механическую прочность является величина

 

Таблица 1 - Результаты расчета

№							КПа	КПа
..	1,161 ..... 31,34 32.50 33.66 34.83 35.99 37.15 38.31 39.47	0,97 ..... 0,20 0,18 0,17 0,1 0,05 0.058 0.0253	0,1 0,37 ..... 35,0 47,0 95,0 140,0 260,0	- - ....... 0,0993 0,0939 0,0787 0,0696 0,055 0.0366 0.0253	- - ..... 10.600 10.020 8.398 7.427 5.912 3.905 2.699	- - ..... 11.632 11.418 11.11 10.373 9.460 8.053 5.572 2.849	- 0,170 ....... 11.723 16.985 41.176 50.833 78.321 138.041 151.596 360.871	668.170 ....... 679,893 696.878 738.054 788.887 867.208 1005.249 1156.845 1517.716

Примечание. При выполнении работы предусматривается сравнение ручного подсчета и результатов, полученных при помощи программы Mathcad, воспользовавшись которой студент заполняет таблицу 2 и проводит сравнение результатов в виде графика (рис. 2).

 

 

Таблица 2 - Результаты расчета на ЭВМ

	КПа	КПа

Рисунок 2 – График изменения давления перед задвижкой

Контрольные вопросы

1. Какие трубопроводы называются простыми и сложными, короткими и длинными? В чем особенности гидравлического расчета таких трубопроводов?

2. Что называется прямым и непрямым гидравлическим ударом? Что называется фазой гидравлического удара? Как она влияет на повышение давления при гидравлическом ударе?

3. Что такое скорость распространения ударной волны? От каких величин она зависит?

4. Чем гасится колебательный процесс, имеющий место при гидравлическом ударе?

5. Как можно уменьшить или предотвратить ударное повышение давления?

6. Что называется отрицательным гидравлическим ударом и когда он возникает?

Список литературных источников

1. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. М.: - КолосС, 2007. - 656с.

2. Ловкис Э.В., Бердышев В.Е. и др. Гидравлика и гидравлические машины. М.: - Колос, 1995. - 303с.

3. Курганов А.М., Федоров Н.Ф. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоответвления. Л.: - Стройиздат, 1986.

4. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. М.: - Стройиздат, 1984.

5. Штеренлихт Д.В. и др. Гидравлические расчеты. М.: - Колос, 1982.- 287 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 - Исходные данные к выполнению расчетно-графической работы

№ вар-та	, л/с	, КПа	Материал труб	, м	, мм	, мм	, с	, мм
		652,5 655,5 657,5 660,5 662,5 664,5 667,5 669,5 671,5 674,5 676,5 679,5	сталь полиэт чугун сталь чугун ж/б сталь полиэт чугун сталь ж/б чугун полиэт сталь ж/б полиэт сталь чугун полиэт чугун сталь полиэт полиэт ж/б чугун сталь чугун полиэт ж/б сталь чугун полиэт чугун сталь полиэт сталь чугун		302,2311 352,4 352,4 302,2 302,2 200,8 200,8251