Указания к решению задачи 5
Расчет простых длинных трубопроводов В длинных трубопроводах весь напор практически затрачивается на преодоление сопротивлений трения по длине. , (5.1) где А – удельное сопротивление трубопровода, с2/м6, , (5.2) здесь S – сопротивление трубопровода, с2/м5, . (5.3) Если обозначить , (5.4) то уравнение (5.1) примет вид . (5.5) Показатель К, имеющий размерность расхода, называется модулем расхода или расходной характеристикой трубопровода. Показатели A, S, K представляют собой обобщенные гидравлические параметры трубопровода, использование которых значительно упрощает гидравлические расчеты. При движении жидкости в трубопроводе в условиях квадратичного закона сопротивления, коэффициент гидравлического трения λ не зависит от числа Рейнольдса и является функцией только относительной шероховатости , что значительно упрощает расчеты. Действительно, для квадратичной области сопротивления значения параметров Акв и Ккв зависит только от диаметра трубопровода (при заданной его шероховатости), а параметр Sкв - от диаметра и длины трубопровода. Следовательно, значения обобщенных гидравлических параметров могут быть заранее вычислены для каждого диаметра d, входящего в установленный стандарт, и сведены в справочники (табл.5.1, 5.2). Таблица 5.2 Значения удельного сопротивления Акв при кэ=0,1 мм
При последовательном соединении трубопроводов различных диаметров и длины полная потеря напора в трубопроводе . Подставляя для каждой потери напора ее выражения в формулу (5.1), будем иметь: . (5.6) Таблица 5.3 Значения Ккв2 для труб различной шероховатости
Таким образом, при последовательном соединении трубопроводов сопротивления отдельных участков складываются. Из выражения (5.6) находим выражение для пропускаемого расхода . (5.7) По найденному расходу можно вычислить потери напора на отдельных участках (например, h1=S1Q и т.д.). Если трубопроводы работают в неквадратичной области сопротивления (что наблюдается в большинстве случаев), параметры А (или К) зависят не только от диаметра труб, но также и от скорости движения в ней, в связи с чем гидравлический расчет трубопроводов усложняется. В этом случае потери напора определяют по формуле (5.8), где ψ - поправка на неквадратичность . (5.9) Значения поправки на неквадратичность при движении воды в трубах приведены в табл. 5.3. Таблица 5.4 Значения поправки ψ для случая движения воды ( ) в трубах с различной эквивалентной шероховатостью
Таблица 5.5 Величины допустимых скоростей течения в трубах разных диаметров
Расчет разветвленного трубопровода сводится к определению необходимого общего напора в начале сети и диаметров составляющих трубопроводов. Обычно заранее известны: план трассы на местности, длины отдельных участков, расход в начале и конце каждого участка, свободный напор в конце каждого участка. Расчет ведется по допустимым скоростям движения в трубах, принимаемых в зависимости от диаметра (табл. 5.4). Из плана сети определяют магистральный трубопровод - это трубопровод сети наибольшей длины, по которому проходит наибольшее количество жидкости. Например, трубопровод АВСДЕ (рис 8.). Расчет магистрали ведется против течения, т.е. с конца в начало в следующей последовательности: 1. Определяют расходы воды для отдельных участков сети: расход воды на каком-либо участке должен равняться сумме расходов воды, забираемой из сети ниже (по течению) этого участка. Например: . 2.По расчетным расходам, из табл.5.4 выбирают диаметр трубы, округляя его до ближайшего сортаментного значения d. Из уравнения расхода рассчитывают скорость движения жидкости в трубе . 3. Зная диаметры труб, можно определить потери напора на каждом участке магистрали , где ψi - поправка на неквадратичность, найдена по формуле (5.9) или из табл.5.3; Аквi - удельное сопротивление трубопровода (формула (5.2) или табл.5.1); m - коэффициент, учитывающий местные потери напора (обычно m=1,1...1,15). 4. Определяется необходимый пьезометрический напор в каждом узле магистрали, равный сумме геодезической отметки ( ), свободного напора узла (hсвi) и потери на предыдущем участке hω(i+1): . Например: . . Определяя, таким образом, требуемые напоры в каждом узле магистрали, находят общий необходимый напор в начале сети: = . Порядок расчета простых ответвлений 1.Определяют допустимые потери напора на участке простого ответвления как разность пьезометрических напоров в начале и конце участка , где Нnнач - найдены раннее. 2.Находят расходную характеристику К2или удельное сопротивление участка Акв или . По значениям К2 или Аквподбирают ближайший стандартный диаметр труб (см. табл. 5.1 или 5.2). 3. Определяют фактические потери на участке с учетом потерь на местные сопротивления . 4.Свободный напор в конце участка определится из выражения . При правильном решении задачи должно быть выполнено условие: .
Задача 6. Газовая смесь массой G кг, заданная объемными долями, при начальном давлении р1 = 5 МПа и температуре t1, расширяется при постоянном давлении до объема V2 = ρ · V1; затем смесь расширяется в процессе p · V n = const до объема V3 = δ · V2. Определить газовую постоянную смеси, ее начальный объем V1, плотность при нормальных условиях, параметры смеси в состояниях 2 и 3, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, тепло и работу расширения в процессах 1–2 и 2–3. Показать процессы в pV- и Ts-диаграммах, на которые нанести изотерму и адиабату расширения, проходящие через точку 2. Данные для решения задачи выбрать из табл. 6.1. Указание. Теплоемкости газов принять не зависящими от температуры. Таблица 6.1
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (647)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |